Dans une bonne nouvelle pour les personnes qui essaient de cesser de fumer, les chercheurs ont cristallisé une protéine qu'ils espèrent montrer ce qui se passe dans le cerveau lorsqu'une personne devient dépendante de la nicotine.

La nicotine est un médicament hautement addictif.

Les scientifiques s'attendent à ce que les résultats - publiés dans La nature - conduire finalement à de nouveaux traitements.

Aux États-Unis, 1 mort sur 5 est attribué au tabagisme et l'usage du tabac est responsable de près de 6 millions de décès chaque année.

Le tabagisme est la principale cause de décès évitable aux États-Unis, selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Les médicaments existants, les plaques de nicotine et le chewing-gum ont eu un succès mitigé en aidant les gens à cesser d'utiliser des produits de nicotine.

Pendant des décennies, les scientifiques ont essayé d'identifier la structure 3-D d'une protéine connue sous le nom de récepteur nicotinique alpha-4-beta-2 (α4β2).

Jusqu'à présent, il n'y avait aucun moyen d'étudier les effets de la nicotine sur le cerveau, et comment il devient addictif, au niveau atomique.

La percée actuelle devrait conduire à une nouvelle compréhension des effets moléculaires de la nicotine.

Le récepteur nicotinique α4β2 est situé sur les cellules nerveuses du cerveau. Quand une personne fume une cigarette ou mâche du tabac, la nicotine se lie à ce récepteur. Cela ouvre un chemin pour que les ions entre dans la cellule.

Il existe des avantages cognitifs, y compris une amélioration de la mémoire et de l'accent, mais il est également très addictif.

Recherche d'indices dans le torpille

Pendant des années, des équipes du monde entier s'attendaient à ce que le rayon torpille fournisse les indices dont ils ont besoin pour comprendre comment fonctionne cette protéine.

L'organe électrique du rayon est connu pour être une source riche de récepteurs nicotiniques, et il a fourni une foule d'informations clés. Cependant, la vue rapprochée que les scientifiques craignaient demeurait insaisissable.

• Plus de personnes aux États-Unis sont accro à la nicotine que tout autre médicament
• La nicotine peut être aussi addictive que l'héroïne, la cocaïne ou l'alcool
• Le retrait de la nicotine peut déclencher un stress, un gain de poids et une irritabilité.

En savoir plus sur la nicotine

La protéine du rayon était trop instable. Il ne pouvait pas être génétiquement modifié, et il ne se cristalliserait pas.

L'équipe actuelle a essayé une nouvelle stratégie; Ils ont trouvé un moyen de produire un grand nombre de récepteurs nicotiniques en infectant une lignée cellulaire humaine avec un virus.

Ils ont inséré des gènes dans le virus, et ces gènes ont encodé les protéines requises. Les cellules infectées par le virus ont commencé à produire de grandes quantités de récepteur.

À l'aide de détergents et d'autres méthodes de purification, les chercheurs ont séparé le récepteur de la membrane cellulaire et ils ont éliminé toutes les autres protéines. Ils ont été laissés avec des milligrammes du récepteur pur.

Ensuite, ils ont mélangé le récepteur avec des produits chimiques qui favorisent normalement la cristallisation. Ils ont examiné des milliers de combinaisons chimiques, et ils ont finalement réussi à créer des cristaux du récepteur.

Les cristaux étaient liés par la nicotine et mesuraient environ 0,2 millimètre de longueur.

Pour obtenir une structure haute résolution du récepteur, les chercheurs ont utilisé des mesures de diffraction des rayons X.

La prochaine étape sera de regarder les structures quand il n'y a pas de nicotine, et lorsque des molécules ayant des effets fonctionnels différents sont appliquées.

On s'attend à ce que la comparaison des structures de cette façon permette d'éclaircir la façon dont la nicotine agit et ce qu'elle diffère différemment des autres produits chimiques.

Possibles applications futures

Étude co-auteur Dr. Ryan Hibbs, professeur adjoint de neuroscience et de biophysique avec l'O'Donnell Brain Institute à l'Université du Texas Southwestern Medical Center à Dallas, note qu'il faudra des années pour développer et tester tout traitement.

Il faudra une énorme équipe de personnes et une société pharmaceutique pour étudier la protéine et développer les médicaments, mais je pense que c'est le premier tremplin majeur pour que cela se produise.

Dr. Ryan Hibbs

D'autres conditions liées au récepteur nicotinique comprennent certains types d'épilepsie, de maladie mentale et de démence - par exemple, la maladie d'Alzheimer. Ceux-ci, eux aussi, pourraient bénéficier de la découverte.

Découvrez comment la nicotine a été proposée comme un moyen possible de prévenir le vieillissement cérébral.

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