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Le malattie neurodegenerative colpiscono una grande percentuale della popolazione. Sebbene le loro conseguenze devastanti siano ben note, il legame tra le alterazioni funzionali dei recettori dei neurotrasmettitori, che sono fondamentali per la funzione cerebrale, e la loro sintomatologia è ancora poco compreso. Variabilità interindividuale, natura cronica della malattia e insorgenza insidiosa dei sintomi sono solo alcuni dei motivi che hanno ritardato la comprensione dei numerosi disturbi cerebrali in cui gli squilibri chimici sono ben documentati 1,2. I modelli animali hanno generato informazioni preziose e ampliato le nostre conoscenze sui meccanismi alla base della fisiologia e della fisiopatologia nei sistemi evolutivi conservati; tuttavia, diverse differenze interspecie tra roditori e umani precludono l'estrapolazione diretta della funzione del recettore da modelli animali al cervello umano3. Pertanto, gli sforzi iniziali per studiare i recettori umani nativi sono stati sviluppati dal laboratorio di Ricardo Miledi utilizzando tessuto rimosso chirurgicamente e campioni congelati. Questi esperimenti iniziali hanno utilizzato intere membrane che includono recettori sinaptici neuronali e extra sinaptici e recettori neurotrasmettitori non neuronali e, sebbene forniscano importanti informazioni sugli stati patologici, c'è la preoccupazione che il mix di recettori complichi l'interpretazione dei dati 4,5,6,7. È importante sottolineare che le sinapsi sono l'obiettivo principale in molti disturbi neurodegenerativi 8,9; pertanto, i saggi per testare le proprietà funzionali delle sinapsi colpite sono fondamentali per ottenere informazioni sui cambiamenti rilevanti per la malattia che influenzano la comunicazione sinaptica. Qui viene descritta una modifica del metodo originale: microtrapianto di membrane sinaptiche (MSM), che si concentra sulla caratterizzazione fisiologica di preparati proteici sinaptici arricchiti ed è stato applicato con successo per studiare sinaptosomi di ratto e umani 10,11,12,13,14,15 . Con questa metodologia, è possibile trapiantare recettori sinaptici che una volta lavoravano nel cervello umano, incorporati nei propri lipidi nativi e con la propria coorte di proteine associate. Inoltre, poiché i dati MSM sono quantitativi, è possibile utilizzare questi dati per integrarsi con grandi set di dati proteomici o di sequenziamento10.
È importante notare che molte analisi farmacologiche e biofisiche dei recettori sinaptici sono fatte su proteine ricombinanti16,17. Mentre questo approccio fornisce una migliore comprensione delle relazioni struttura-funzione dei recettori, non può fornire informazioni sui complessi complessi di recettori multimerici trovati nei neuroni e sui loro cambiamenti nella malattia. Pertanto, una combinazione di proteine native e ricombinanti dovrebbe fornire un'analisi più completa dei recettori sinaptici.
Esistono molti metodi per preparare i sinaptosomi 10,11,12,13,14,15 che possono essere regolati per le esigenze di un laboratorio. Il protocollo inizia con il presupposto che i preparati arricchiti sinaptosomiali sono stati isolati e sono pronti per essere elaborati per esperimenti di microtrapianto. In laboratorio, il metodo Syn-Per viene utilizzato seguendo le istruzioni del produttore. Questo viene fatto a causa dell'elevata riproducibilità negli esperimenti elettrofisiologici10,11. C'è anche un'abbondante letteratura che spiega come isolare gli ovociti Xenopus 18,19, che possono anche essere acquistati pronti per l'iniezione20.