Neurotoxicology

Genom att använda MALDI imaging (avbildande massspektrometri) och andra proteomiska tekniker söker vi sen tio år tillbaka efter bakomliggande mekanismer vid L-DOPA inducerade biverkningar (överrörlighet, eller dyskinesi) i Parkinsons sjukdom. Våra tidigare resultat visar på en obalans i den enzymatiska nedbrytningen av neuropeptider efter frisättning. För att motverka denna obalans söker vi effektiva enzymhämmare med hjälp av en ny MALDI imaging metod, som vi precis nu publicerat första sk proof-of-concept artikeln på. Metoden kombinerar in situ enzym histokemi med MALDI imaging på ett sätt som kan lätt modifieras till andra targets, t ex vid läkemedelsutveckling.

Metoden går ut på att till ett vävnadssnitt tillsätts substrat och den enzymhämmare man vill studera och med MALDI kan man i ett och samma experiment detektera både substratet och produkterna med hög känslighet. Vi håller på att vidareutveckla in situ enzym histokemi-MALDI imaging metoden för att snabbt och effektivt screena inhibitorers specificitet och aktivitet, samt att kartlägga deras effekt i vävnadssnitt.

De neuropeptider vi främst studerar är dynorfiner som binder och aktiverar opiat-receptorer till exempel vid smärta eller överrörlighet. Till skillnad från morfin, som kan binda opiat-receptorer överallt och därmed verka beroendeframkallande, så kommer enzymhämmare bara ha en effekt just där frisättning har stimulerats. Detta minimerar risken för att utveckla beroende och missbruk.

Det finns många enzymhämmare som används i allt från pesticider till läkemedel. En mängd enzyminhibitorer utvecklade främst för behandling av smärta är peptider som är kemiskt modifierade för att öka stabiliteten och motverka att de bryts ner i magsäck, lever och blod. Med vår metod kan man också mäta inhibitorns stabilitet in situ genom att variera inkubationstiden. Flera av dessa inhibitorer verkar på enzymer som bryter ner både enkefaliner (släkting till dynorfin, mycket viktig vid smärtlindring och verkar som kroppseget morfin) och dynorfiner. Därför är det viktigt att undersöka en hämmares effekt i både i målorganet och i andra områden. 

Principal investigator: Malin Andersson

How to do image analysis using MALDI IMS?

This movie to the right demonstrates the procedure.

The protocol can be found at url: 

http://www.jove.com/details.php?id=3445