I Canali del calcio come bersagli nelle malattie neurologiche e psichiatriche

Riassunto. I canali del calcio dipendenti dal voltaggio sono importanti regolatori delle funzioni del cervello, cuore e muscoli, e la loro disfunzione può dare origine a condizioni fisiopatologiche che vanno dai disordini cardiovascolari alle condizioni neurologiche e psichiatriche come epilessia, dolore ed autismo.  Nel sistema nervoso, i bloccanti dei canali del calcio sono stati usati con successo per trattare le crisi di assenza, e stanno emergendo come potenziali strade terapeutiche per patologie quali dolore, malattia di Parkinson, dipendenza ed ansia.  Questa rassegna fornisce un quadro generale dei canali del calcio come bersagli farmacologici per i disordini del sistema nervoso, e discute le potenziali sfide ed opportunità per lo sviluppo di nuovi inibitori dei canali del calcio clinicamente efficaci.

Introduzione.  Gli ioni calcio sono mediatori critici del segnale cellulare a causa delle loro funzioni elettrogeniche (cioè, i cambiamenti del potenziale di membrana indotti dal calcio) ed attraverso il loro ruolo come messaggeri intracellulari (cioè, tramite l’attivazione di enzimi calcio-dipendenti). Gli aumenti del calcio intracellulare che sono mediati o dal loro rilascio da depositi interni di calcio, o dall’ingresso di ioni calcio attraverso la membrana plasmatica, sono stati collegati ad un ampio spettro di processi fisiologici, inclusi rilascio di neurotrasmettitori/ormoni, attivazione della trascrizione genica, e contrazione muscolare.  Di conseguenza, i processi che risultano in una compromissione del segnale del calcio possono portare ad una varietà di condizioni patofisiologiche, come ipertensione, ipertrofia cardiaca ed una grande varietà di problemi neurologici.  Uno dei mediatori chiave dell’ingresso di calcio dallo spazio extracellulare sono i canali del calcio dipendenti dal voltaggio – una famiglia di proteine di membrana che si aprono in risposta alla depolarizzazione della membrana per permettere l’influsso di calcio lungo un gradiente elettrochimico.  Il sistema nervoso dei mammiferi esprime nove diversi tipi di canali del calcio che possiedono funzioni specifiche e specifica distribuzione subcellulare, con una diversità funzionale aggiuntiva che deriva da eventi di splicing alternativo e da una specifica associazione con tipi diversi di subunità ancillari e proteine regolatorie.  La disregolazione dei canali del calcio è stata collegata ad un certo numero di disordini, inclusi il dolore, la malattia di Parkinson e l’epilessia.  Inoltre, mutazione dei geni dei canali del calcio in pazienti umani è stata associata con patologie come i disordini epilettici, l’emicrania e l’atassia.  Di conseguenza, i canali del calcio sono considerati importanti bersagli per interventi terapeutici.  Un certo numero di farmaci che bloccano i canali del calcio dipendenti dal voltaggio sono in uso clinico (tabella I), con molti altri bloccanti dei canali del calcio che sono in sviluppo preclinico o in una fase precoce di sviluppo clinico.  Questa rassegna mette in luce il ruolo di questi canali nella funzione neuronale e valuta il loro crescente potenziale come bersagli farmacologici per disordini del sistema nervoso.

tab. 1

Sottotipi e struttura dei canali del calcio

Prima dell’avvento delle tecniche di clonaggio molecolare, i canali del calcio nel cuore e nel cervello sono stati classificati in base alla loro attivazione dipendente dal voltaggio in canali attivati da alto voltaggio (HVA) o attivati da basso voltaggio (LVA; conosciuti anche come tipo-T), con quest’ultimi che hanno bisogno di depolarizzazioni di membrana più piccole per aprirsi. I canali HVA sono suddivisi ulteriormente in base alle loro caratteristiche farmacologiche e biofisiche nei tipi L, P, Q, ed R.  Adesso sappiamo che questi diversi sottotipi di canali HVA e LVA corrispondono ad un totale di dieci diverse subunità Cavα1 che sono codificate dal genoma di mammifero.  Tre di queste subunità Cavα1 (Cav3.1, Cav3.2 e Cav3.3) comprendono la famiglia di canali del calcio di tipo T, e la loro espressione nella membrana plasmatica è sufficiente a formare proteine di canale funzionali.  Ci sono due famiglie principali di subunità HVA Cavα1: la famiglia Cav1 codifica quattro diversi tipi di canali di tipo L (da Cav1.1 a Cav1.4), mentre la famiglia Cav2 comprende i canali del tipo P/Q (Cav2.1), tipo N (Cav2.2) e tipo R (Cav2.3), con i canali di tipo P e Q distinti per la composizione di splicing alternativi e subunità di canale.  Ciascuna di queste subunità α1 è una   grande proteina (200 kDa circa) contenente sei eliche transmembrana più un motivo a poro circolare (p-loop) (Fig. 1) che forma la via di permeazione del canale ed assicura la selettività per gli ioni calcio su ioni monovalenti.  Ciascun dominio di membrana contiene anche un motivo sensore di voltaggio che consente al canale di aprirsi in risposta alla depolarizzazione di membrana.  Le regioni amino- e carbossi-terminale ed il legame tra i quattro domini di membrana affrontano il citoplasma e servono da importanti bersagli per la regolazione del secondo messaggero della funzione del canale.  La maggioranza dei siti di interazione farmacologica conosciuti con i canali del calcio dipendenti dal voltaggio sono situati o dentro la via di permeazione, o in regioni del canale che circondano strettamente il poro del canale, come la quinta e la sesta elica transmembrana (Fig. 1).  Tutte le isoforme HVA Cavα richiedono un co-assemblaggio con subunità accessorie del canale del calcio per ottenere canali che funzionano appropriatamente.

Figura 1. Posizione dei siti di interazione dei farmaci nei canali del calcio controllati dal voltaggio. E’ mostrata la topologia transmembrana della subunità Cavα1 che forma i pori con i suoi quattro principali domini transmembrana (I-IV), ciascuno dei quali contiene sei eliche che attraversano la membrana (denominate S1-S6), così come un circuito del poro rientrante. Sono etichettati gli inibitori dei canali di tipo N (in rosso), tipo T (in blu) e tipo L (in verde). Sono mostrati i siti di interazione dei farmaci. BZT, benzotiazepine; DHP, diidropiridine; PAA, fenilalchilamine.

Figura 1. Posizione dei siti di interazione dei farmaci nei canali del calcio controllati dal voltaggio.
E’ mostrata la topologia transmembrana della subunità Cavα1 che forma i pori con i suoi quattro principali domini transmembrana (I-IV), ciascuno dei quali contiene sei eliche che attraversano la membrana (denominate S1-S6), così come un circuito del poro rientrante. Sono etichettati gli inibitori dei canali di tipo N (in rosso), tipo T (in blu) e tipo L (in verde). Sono mostrati i siti di interazione dei farmaci. BZT, benzotiazepine; DHP, diidropiridine; PAA, fenilalchilamine.

            Le subunità Cavβ sono proteine citoplasmatiche che si associano alla regione del dominio I-II linker della subunità Cavα1.  Le subunità Cavα2δ subiscono un clivaggio proteolitico nei frammenti Cavα2 e Cavδ che sono poi ri-legati attraverso legami sulfurici, con la porzione Cavα2 che è interamente esposta all’ambiente extracellulare e la porzione Cavδ che agisce da ancora alla membrana.  Le subunità Cavβ e Cavα2δ sono ciascuna codificate da quattro geni diversi.  Le loro funzioni principali sono la regolazione delle caratteristiche biofisiche dei canali e, ancora più importante, di esportare il complesso canale dal reticolo endoplasmico e di stabilizzare il canale nella membrana plasmatica.  Alcuni canali del calcio HVA contengono anche una subunità Cavϒ (soprattutto i canali di tipo L del muscolo scheletrico), una proteina transmembrana codificata da almeno otto geni diversi e con funzione ancora poco compresa.  Si sa che ciascuna delle principali subunità dei canali del calcio vanno incontro a splicing alternativi.  Tra le varie isoforme di splicing e le possibili combinazioni delle subunità Cavα1, Cavβ, e Cavα2δ, può essere generato un vasto numero di diversi canali del calcio con un grande spettro di proprietà funzionali e farmacologiche (e potenzialmente specifiche funzioni fisiologiche). Questa è una considerazione particolarmente importante durante lo sviluppo di terapeutici del canale del calcio, e spesso si basa sull’espressione eterologa di una combinazione specifica di subunità del canale del calcio in una linea cellulare ospite.

Funzioni chiave dei canali del calcio nel sistema nervoso

Dunque perché i vertebrati hanno bisogno di così tanti canali del calcio? Parte della risposta risiede nella nozione che diversi sottotipi di canali del calcio esprimono ruoli fisiologici specifici, e diverse varianti dello stesso sottotipo di canali del calcio possono servire da meccanismo di regolazione fine, non solo per le loro caratteristiche biofisiche particolari ma anche per la loro regolazione differenziale.  Il sistema nervoso esprime nove delle dieci principali isoforme dei canali del calcio, essendo i canali Cav1.1 specifici della muscolatura scheletrica l’unica isoforma assente.  Diverse isoforme dei canali del calcio spesso sostengono ruoli fisiologici molteplici, e quelli particolarmente pertinenti saranno discussi in questo articolo.  I canali Cav1.2 sono espressi in molti tipi di neuroni.  Sono spesso localizzati in corpi cellulari e nelle regioni dendritiche, e si pensa che siano importanti per l’attivazione degli enzimi dipendenti dal calcio, l’attivazione di canali del potassio calcio-dipendenti, e l’inizio degli eventi di trascrizione genica dipendenti dal calcio.  I canali Cav1.3 mostrano una distribuzione sub-cellulare simile a quella osservata con i Cav1.2.  Così come contribuiscono all’attività post-sinaptica, questi canali sono espressi nelle sinapsi a nastro delle cellule capellute cocleari dove svolgono un ruolo critico nella trasmissione uditiva.  Infatti, topi senza i canali Cav1.3 sono sordi, come i pazienti umani con mutazione nulla del gene CACNA1D che codifica Cav1.3.  I canali Cav1.4 sono espressi preminentemente nei fotorecettori a bastoncello dove controllano il rilascio dalle sinapsi a nastro.  Come conseguenza, i topi che non esprimono Cav1.4 sono ciechi e la perdita dell’espressione di Cav1.4 nell’uomo da luogo a cecità notturna.

            I canali Cav2.1 e Cav2.2 sono espressi nelle terminazioni nervose presinaptiche dove sono strettamente associati con il macchinario di rilascio dei neurotrasmettitori.  Alcune sinapsi sono disegnate per accomodare complementi specifici di uno di questi due sottotipi, mentre altre come le terminazioni nervose afferenti primarie nelle corna dorsali del midollo esprimono esclusivamente i canali Cav2.2.  Tuttavia, questi due sottotipi di canali non sono creati nello stesso modo.  Mentre i topi senza Cav2.2 sono vitali e mostrano una iposensibilità dolorifica, nei topi senza Cav2.1 insorgono convulsioni ed atassia.  Ciò suggerisce che i canali Cav2.1 possano avere un ruolo chiave che va al di là del rilascio dei neurotrasmettitori; infatti, i canali Cav2.1 sono stati associati con la trascrizione genica di proteine sinaptiche come la sintaxin 1A.  Nell’uomo, le mutazioni con acquisto di funzioni dei canali Cav2.1 possono dare origine ad emicrania familiare emiplegica.  Mentre mutazioni con perdita di funzione o espansioni poliglutamminiche nelle estremità C-terminali di Cav2.1 portano a condizioni come atassia episodica di tipo II ed atassia spinocerebellare 6, rispettivamente.  Al contrario, mutazioni di Cav2.2 sono state associate a sindrome mioclonale simil-distrofia, che, in modo interessante, è accompagnata da aritmie cardiache, forse a causa del ruolo dei canali di tipo N nel sistema nervoso simpatico.  Si pensa che i canali Cav2.3 contribuiscano al rilascio dei neurotrasmettitori in un sottotipo di sinapsi del sistema nervoso centrale (CNS), così come aiutino a regolare l’eccitabilità neuronale.  Di conseguenza, i topi senza Cav2.3 sono resistenti a certi tipi di crisi epilettiche indotte farmacologicamente.

            I tre membri della famiglia dei canali Cav3 hanno ruoli importanti nel regolare le scariche neuronali, il chè è strettamente collegato alle loro specifiche caratteristiche di cancello.  La loro bassa soglia di attivazione da voltaggio, accoppiata alla loro inattivazione tonica nei tipici potenziali di riposo di membrana, sottolinea il fenomeno di amplificazione di rimbalzo visto in molti tipi di neuroni.  In questo contesto, è importante notare che diversi tipi di canali Cav3 regolano differenzialmente il comportamento delle scariche neuronali, e questa diversità è ulteriormente aumentata dall’esistenza di diversi varianti di splicing dei Cav3.  Infine, ci sono recenti evidenze che i canali Cav3 possano prendere parte nell’esocitosi a bassa soglia, forse a causa della loro interazione con le proteine sinaptiche come la sintaxin 1A.

Sopra si è discusso solo di alcuni dei più importanti ruoli fisiologici di questi diversi sottotipi di canali del calcio, e ciò è senza dubbio un riassunto comprensivo di tutte le funzioni dei canali del calcio nel sistema nervoso. In questo articolo tratteremo il potenziale di questi canali come attuali e futuri bersagli farmacologici.

Identificare nuovi terapeutici dei canali del calcio

Cinquanta anni fa, la ricerca sugli effetti del verapamil e della prenilamina nell’accoppiamento eccitazione-contrazione ha portato alla scoperta di molte classi di bloccanti del calcio (denominati in origine calcio antagonisti). Molto del lavoro iniziale su questi agenti si è focalizzato sui canali del calcio di tipo L ed hanno rivelato che questi canali hanno molteplici siti di interazione farmacologica per classi di composti come diidropiridine, fenilalkilamine e benzotiazepine.  Dal momento che questi siti di interazione farmacologica sono accoppiati non competitivamente, ciò ha reso possibile l’uso del saggio high-throughput di sostituzione con radioligando per identificare nuovi composti che interagivano con questi canali.  Questi studi precoci hanno coinvolto complessi di canali nativi da tessuto muscolare o cerebrale.  Il clonaggio di varie isoforme di canali del calcio ha consentito la generazione di linee cellulari stabili che esprimevano uno specifico sottotipo di canali del calcio e che potevano essere trattate con un colorante indicatore di calcio.  La depolarizzazione di membrana indotta da cloruro di potassio (KCl) portava ad apertura dei canali, e gli effetti dei composti sull’associato aumento della fluorescenza del calcio potevano essere usati per determinare la loro capacità di bloccare i canali.  L’automazione di questo saggio permette uno screening high-throughput di grandi librerie di composti in un piccolo lasso di tempo.  Inoltre, al contrario dei precedenti studi con radioligandi, questo approccio è applicabile a tutte le principali isoforme dei canali del calcio e non richiede la disponibilità di composti farmacologici tritiati.

            C’è uno svantaggio, tuttavia, nell’uso di una depolarizzazione singola da KCl, dal momento che questo approccio non riesce ad identificare facilmente composti con forte dipendenda dall’uso, qualità desiderabile in composti come gli anti-aritmici e gli anti-convulsivi.  Visto che i composti dipendenti dall’uso interagiscono  preferenzialmente con canali inattivati, una via per usare saggi di fluorescenza nell’identificazione di questi tipi di bloccanti è di regolare il potenziale di membrana delle cellule bagnandole in livelli di KCl leggermente elevati prima di applicare una depolarizzazione KCl più grande che apra i canali.  Lo sviluppo di sistemi di patch-clamp high-throughput automatizzati ha grandemente facilitato l’identificazione di composti farmacologici con specifiche proprietà cinetiche; tuttavia, queste informazioni aggiuntive si ottengono a spese della quantità.

Tecniche quali il legame di fotoaffinità, accoppiata alla mutagenesi diretta al sito, sono state usate con successo per identificare i principali siti di interazione farmacologica sui canali del calcio di tipo L a livello di singolo amminoacido (Fig. 1). In alcuni casi, le conoscenze sulle interazioni farmacologiche con altre classi di canali ionici (come i canali del sodio) sono state usate per identificare siti di interazione farmacologiche nei canali del calcio dipendenti dal voltaggio, come i canali di tipo T.  Per esempio, residui chiave di amminoacidi che comprendono il sito di interazione con gli anestetici locali nei canali del sodio sono conservati nei canali del calcio di tipo T, e la mutagenesi di questi residui riduce l’interazione di questi canali con composti simili agli anestetici locali.  E’ curioso che le regioni S6 nei domini III e IV della subunità Cavα1 sembra essere un punto nodale per i siti di interazione farmacologica sia nei canali di tipo L che di tipo T (Fig. 1), forse perché la struttura di questi canali è legata al macchinario di inattivazione da cancello e si allinea all’interno del vestibolo del poro del canale.  Quando è accoppiato con il modello di omologia, queste conoscenze sulla ristrutturazione molecolare dei siti di interazione farmacologica potrebbero potenzialmente fornire importanti approfondimenti di ciò che è necessario nella struttura del farmaco per inibire i canali del calcio e consentire così un approccio razionale verso la progettazione farmacologica.

            Una delle sfide nel progettare e sviluppare piccoli bloccanti organici dei canali del calcio è la sequenza di conservazione relativamente alta tra i diversi membri della famiglia dei canali del calcio e la similarità di sequenza verso altri membri della superfamiglia dei canali ionici dipendenti dal voltaggio.  Ciò rende molto difficoltoso identificare composti con elevata affinità ed elevata selettività per un particolare canale del calcio bersaglio.  Infatti, è stato mostrato che molte diidropiridine (una classe di composti che comunemente si pensa siano selettivi per i canali di tipo L) bloccano altri sottotipi di canali del calcio come i canali di tipo T e di tipo N, in alcuni casi perfino preferenzialmente rispetto ai canali di tipo L.

            Nonostante decenni di sforzi nella scoperta di farmaci, solo pochi terapeutici dei canali del calcio oltre alle diidropiridine sono entrati in clinica.  Questo sottolinea l’immensa sfida nel trovare composti che: abbiano alta affinità; abbiano alta selettività di bersaglio (soprattutto rispetto ai canali HERG); oltrepassino efficacemente la barriera emato-encefalica; abbiano le proprietà fisico-chimiche appropriate; non siano metabolizzati rapidamente; e non siano tossici.  Le sezioni seguenti forniscono una visione generale sul potenziale terapeutico dei bloccanti dei canali del calcio in vari disordini del sistema nervoso ed un riassunto dei canali del calcio che rappresentano bersagli farmacologici esistenti (Tabella I), così come composti che sono attualmente nella linea della scoperta di farmaci.

Inibitori dei canali del calcio come terapeutici del dolore

Gli stimoli dolorifici sono rilevati da nocicettori periferici che innervano la cute e i tessuti degli organi. Potenziali d’azione si propagano quindi lungo le fibre afferenti primarie fino alle terminazioni nervose sinaptiche nelle corna dorsali del midollo spinale, dove la trasmissione sinaptica eccitatoria attiva in sequenza i neuroni che proiettano agli alti centri cerebrali dove si percepisce il dolore (Fig. 2).  Si sa che i canali del calcio dipendenti dal voltaggio sono presenti soprattutto in queste fibre afferenti in due vie principali.  I canali del calcio Cav3.2 di tipo T sono importanti regolatori dell’eccitabilità di fibre afferenti, mentre i Cav2.2 e, in minore entità, i canali Cav3.2 contribuiscono entrambi alla neurotrasmissione nelle sinapsi delle corna dorsali (Fig. 2).  L’espressione di entrambi i sottotipi di canali del calcio è aumentata in condizioni di dolore cronico; al contrario, e’ stato mostrato che nei roditori inibire l’attività dei canali Cav2.2 e/o Cav3.2 media l’analgesia.

            Per scopi terapeutici, i canali Cav2.2 possono rappresentare dei bersagli attraverso molteplici vie.  Primo, i canali Cav2.2 sono sotto il potente controllo di molti recettori accoppiati a proteina G, tra cui il recettore GABAB (acido ϒ-amminobutiricco, tipo B) e vari membri della famiglia dei recettori oppioidi.  Infatti, la morfina, agonista del recettore µ, usata clinicamente inibisce l’attività del canale Cav2.2 e quindi il rilascio del neurotrasmettitore dai neuroni afferenti primari.  Tuttavia, nonostante sia un potente analgesico, la morfina ha numerosi effetti collaterali come depressione respiratoria e costipazione.  Quindi, è desiderabile promuovere mezzi indipendenti dal recettore di inibizione dei canali Cav2.2.  I gabapentinoidi gabapentina (Neurontin, Pfizer) e pregabalin (Lyrica; Pfizer) inibiscono la trasmissione sinaptica mediata dal canale Cav2.2 attraverso un meccanismo molto diverso che coinvolge l’interazione con le subunità Cavα2δ.  L’espressione di queste subunità aumenta negli stati di dolore cronico, il chè porta ad una aumentata espressione di Cav2.2 sulla superficie cellulare.  Il trattamento con gabapentinoidi interferisce con la funzione Cavα2δ, portando ad una ridotta densità dei canali del calcio Cav2.2 nella membrana plasmatica presinaptica.  Nonostante l’efficacia in complesso moderata, questi composti sono importanti terapeutici per trattare il dolore neuropatico e sono diventati dei colossi farmacologici.

            In cinica è anche usato attualmente un inibitore dell’attività del canale del calcio Cav2.2.  Ziconotide (Prialt; Elan) è una versione sintetica della ω-conotossinsa MVIIA, un peptide di 26 amminoacidi isolato dal veleno del serpente cacciatore di pesci Conus magus.  Ziconotide è un bloccante altamente selettivo dei pori dei canali del calcio Cav2.2, e quando viene somministrato per via intratecale (questo peptide non oltrepassa la barriera emato-encefalica) media l’analgesia.  Accanto alla necessità della somministrazione con una minipompa impiantata e la sua limitata indicazione per dolore da cancro resistente ai farmaci, soffre anche di una finestra terapeutica ristretta e quindi ha una varietà di potenziali effetti collaterali che includono perdita della memoria e comportamento fuori da regole.  Come bloccante fisico dei pori dei canali del calcio Cav2.2, ziconotide non mostra proprietà bloccanti dipendenti dall’uso e quindi i suoi bersagli preferenziali non sono i canali Cav2.2 nei neuroni iperattivi.  Si è visto, tuttavia, che molti piccoli inibitori organici del canale Cav2.2 mediano una inibizione fortemente dipendente dalla dose dei canali Cav2.2 in un intervallo nanomolare.  Tra questi, Z160 (anche noto come NMED-160 o NP-118809; Epirus), un composto che media una potente analgesia in molti modelli animali di dolore.  Sfortunatamente, (e molto sorprendentemente) questo composto non ha avuto successo in due diversi studi clinici di Fase II per mancanza di efficacia, per ragioni non chiarite.  Altri bloccanti dei canali Cav2.2 dipendenti dallo stato che sono attualmente in sviluppo preclinico includono composti come TROX-1 (Merck) e CNV2197944 (Convergence Pharmaceuticals, adesso di proprietà dalla compagnia sorella Calchan Ltd), che ha completato con successo gli studi clinici di Fase I ed è adesso in studio di Fase II per la neuralgia post-herpetica e la neuropatia dolorosa diabetica (vedi la Convergence Pharmaceutical Press Release per ulteriori informazioni).  Molte altre classi di piccoli bloccanti organici del canale Cav2.2 con efficacia in modelli animali di dolore sono state riportate in letteratura, alcuni dei quali hanno come bersaglio anche i canali del calcio di tipo T.

            L’ultimo punto è pertinente, dal momento che i canali del calcio stanno emergendo anche come bersagli adatti per analgesici.  In seguito a precedenti studi che mostravano che la somministrazione intratecale dell’inibitore del canale di tipo T etilsuccimide (Zarontin; Pfizer) media l’analgesia, è stato mostrato che la somministrazione intratecale di piccoli RNA interferenti (siRNA) contro i canali Cav3.2, ma non contro altre isoforme dei canali del calcio di tipo T, protegge contro il dolore infiammatorio e neuropatico.  Questo ha portato alla scoperta di un certo numero di strutture diverse per elevata affinità con inibitori dei canali del calcio di tipo T con efficacia in una varietà di modelli di dolore dopo somministrazione sottodurale o sistemica (intraperitoneale).  Considerevolmente, questi includono una nuova classe di bloccanti diidropiridine che inibiscono preferenzialmente i canali Cav3.2 rispetto ai canali di tipo T, così come molti composti che derivano dai ligandi del recettore dei cannabinoidi.  Ciò è in accordo con l’osservazione che gli endocannabinoidi come l’anandamide bloccano potentemente i canali di tipo T.  E’ stato descritto che un bloccante misto dei canali Cav3 e dei canali del sodio Nav1.7, Z123212, è un potente analgesico nei roditori.  Questo composto interagisce preferenzialmente con lo stato lentamente inattivato di questi canali, dando così una forte inibizione dipendente dall’uso.  Nonostante molti di questi composti siano ancora in sviluppo preclinico, Z944 (Epirus Pharmaceuticals), un potente inibitore dipendente dallo stato dei canali del calcio di tipo T, ha completato la fase I dello studio clinico per il dolore ed è avanzato nella fase II avanzata dello studio.  Rimane da determinare se l’azione analgesica degli inibitori dei canali di tipo T avviene attraverso l’inibizione dell’attività sinaptica nelle corna dorsali, o tramite l’alterazione dell’eccitabilità delle fibre afferenti. E’ interessante che un piccolo studio randomizzato per la valutazione  del bloccante dei canali Cav3.2 ABT-639 (AbbVie) come terapeutico per il dolore diabetico ha rivelato una mancanza di efficacia in paragone al placebo.  Questo, tuttavia, non invalida il potenziale degli inibitori dei canali del calcio di tipo T come analgesici.

Infine, ci sono evidenze emergenti che i canali del calcio Cav2.3 (di tipo R) possano essere coinvolti nel segnale del dolore. La somministrazione intratecale dell’inibitore SNX-482 (un peptide derivato dal veleno di una specie di Tarantola) inibisce il dolore indotto da formalina ed il dolore neuropatico nei roditori.  Ciò è consistente con l’espressione di questi canali nei neuroni dei gangli delle radici dorsali (DRG) e nelle corna dorsali del midollo, così come dati mostrano che topi senza Cav2.3 esibiscono iposensibilità al dolore.  Tuttavia, si dovrebbe notare che questo  composto inibisce anche i canali del calcio di tipo L, anche se a concentrazioni più alte rispetto a quelle necessarie per bloccare i canali Cav2.3.  I polimorfismi nel gene che codifica Cav2.3 sono stati collegati a modificazioni nella sensibilità al fentanil in pazienti che si sottopongono a chirurgia, il chè nel complesso suggerisce che i canali del calcio Cav2.3 potrebbero essere esplorati come bersagli potenziali del dolore.  Non ci sono al momento piccoli inibitori organici selettivi dei canali Cav2.3, anche se si dovrebbe notare che il bloccante del canale di tipo N TROX-1 media anche l’inibizione dei canali Cav2.3 con un’affinità di circa il 50% più bassa in paragone ai canali Cav2.2.  Questo composto potrebbe dunque forse costituire la base di partenza per lo sviluppo di un inibitore preferenziale Cav2.3.

Figura 2. Ruolo dei canali del calcio controllati dal voltaggio nelle vie dolorifiche afferenti primarie. Stimoli dannosi (come pressione, caldo e freddo) sono rilevati da terminazioni nervose presenti nella cute e negli organi, e ciò determina la generazione di potenziali d’azione che viaggiano lungo la fibra afferente fino alle terminazioni sinaptiche delle corna dorsali del midollo spinale, dove il rilascio di neurotrasmettitori attiva i neuroni postsinaptici che proiettano al cervello. I canali del calcio Cav3.2 regolano l’eccitabilità delle fibre afferenti e contribuiscono all’ingresso di calcio nelle terminazioni nervose sinaptiche. I canali Cav2.2 sono localizzati presinapticamente dove la loro apertura consente l’ingresso del calcio e determina il rilascio di neurotrasmettitori. CNS, sistema nervoso centrale.

Figura 2. Ruolo dei canali del calcio controllati dal voltaggio nelle vie dolorifiche afferenti primarie. Stimoli dannosi (come pressione, caldo e freddo) sono rilevati da terminazioni nervose presenti nella cute e negli organi, e ciò determina la generazione di potenziali d’azione che viaggiano lungo la fibra afferente fino alle terminazioni sinaptiche delle corna dorsali del midollo spinale, dove il rilascio di neurotrasmettitori attiva i neuroni postsinaptici che proiettano al cervello. I canali del calcio Cav3.2 regolano l’eccitabilità delle fibre afferenti e contribuiscono all’ingresso di calcio nelle terminazioni nervose sinaptiche. I canali Cav2.2 sono localizzati presinapticamente dove la loro apertura consente l’ingresso del calcio e determina il rilascio di neurotrasmettitori. CNS, sistema nervoso centrale.

Canali del calcio come bersagli per i disordini epilettici

L’epilessia insorge come risultato di una combinazione di ipereccitabilità e sincronia anormale dei neuroni. L’epilessia focale tipicamente coinvolge un emisfero e può derivare da danno ad una specifica struttura cerebrale o da un tumore.  Al contrario, le epilessie idiopatiche non è accompagnata da anormalità radiologiche, tipicamente coinvolge entrambi gli emisferi e può essere innescata da un danno più diffuso del cervello, come febbre alta (cioè, epilessia febbrile), ipossia o perfino tossicità da ossigeno.  Possono anche derivare da anormalità genetiche in una varietà di canali ionici e recettori, come i canali del sodio dipendenti dal voltaggio e recettori del GABA.  Le crisi d’assenza sono una delle pietre miliari dell’epilessia generalizzata idiopatica (IGE) e sono caratterizzate da brevi periodi di insensibilità e picchi ed onde anormali di scarica nelle registrazioni dell’EEG che riflettono un’attività ipersincronizzata delle strutture talamocorticali.  Si pensa che l’inizio delle crisi d’assenza è criticamente dipendente dall’attivazione dei canali del calcio di tipo T nei neuroni talamocorticali e nei neuroni del nucleo reticolare talamico (neuroni nRT), che esprimono i canali del calcio Cav3.1 e Cav3.2/3.3, rispettivamente (Fig. 3A).  La scarica di questi neuroni può essere drasticamente alterata anche da piccole modificazioni nell’attività dei canali del calcio di tipo T.  Inoltre, in molti modelli genetici murini di assenza epilettica (come nei topi geneticamente assenti di Cav2.1, “topi letargici” che non hanno Cavβ4 funzionale, e “topi astronomi”, che sono portatori di una mutazione con perdita di funzione della subunità Cavϒ2, c’è un aumento dell’attività dei canali del calcio di tipo T nei neuroni nRT.  Insieme a queste linee, nel modello GAERS di assenza epilettica nel ratto, c’è un aumento nell’attività dei canali talamici di tipo T (che è accompagnata da aumentati livelli di mRNA di Cav3.2) dovuta ad una mutazione di Cav3.2 con acquisto di funzione.  E’ interessante che la mutazione con acquisto di funzione è capace solo di manifestare modificazioni funzionali in una specifica isoforma di splicing di Cav3.2 che contiene l’esone 25 (che è l’isoforma di splice predominante espressa nel talamo).

            Il ruolo dei canali Cav3.2 nella genesi dell’epilessia è sottolineata dall’analisi genetica di pazienti umani con varie forme di epilessia generalizzata idiopatica.  Mutazioni del gene che codifica Cav3.2 (CACNA1H) sono state associate con assenza epilettica del bambino, assenza epilettica giovanile ed epilessia mioclonica giovanile, tra molti altri tipi di epilessia.  Sono state identificate trenta diverse mutazioni di CACNA1H, molte delle quali sono state introdotte in canali Cav3.2 ricombinanti per analisi elettrofisiologica.  E’ stato visto che un sottogruppo di queste mutazioni media l’acquisto della funzione di cancello del canale, con alcune mutazioni che promuovono il traffico nella membrana plasmatica dei canali (Fig. 3b).  Questi effetti di acquisto di funzione potrebbero influenzare non solo l’eccitabilità elettrica dei neuroni ma anche alterare eventi di trascrizione genica.  In seguito alle scoperte nel modello GAERS, è importante considerare lo specifico retroterra di varianti di splicing che è usato per questi studi funzionali, in modo che riflettano accuratamente i loro effetti fisiologici.  I topi che esprimono Cav3.1 in eccesso mostrano un’aumentata attività di rete talamocorticale e si presentano con assenze epilettiche pure.

            Tutte insieme, queste scoperte indicano che l’aumentata attività o espressione dei canali del calcio di tipo T nel talamo aumentano la suscettibilità alle crisi.  In ciò sta la ragione che diminuire l’espressione o l’attività di questi canali dovrebbe proteggere dalle crisi.  Inoltre, quando si incrociano con topi senza Cav3.1, le anormalità epilettiche in molti modelli murini di assenza epilettica si normalizzano.  In toto, queste scoperte sostengono l’idea che avere come bersaglio i canali Cav3.1 e Cav3.2 potrebbe essere una strategia per mitigare le assenze epilettiche.

            Il ruolo dei canali Cav3.3 nella generazione della scarica esplosiva nei neuroni nRT è in qualche modo controversa.  Da una parte, l’attività dei canali Cav3.3 può dare origine a un comportamento esplosivo che combacia con quello osservato nei neuroni nRT, e ciò sembra che sia un fattore critico nella generazione dei picchi di sonno.  Dall’altro lato, sembra che topi che globalmente non hanno i canali Cav3.3, o topi che sono selettivamente deficienti dei canali Cav3.3 nei neuroni nRT mostrino una maggiore suscettibilità a picchi ed onde di scarica farmacologicamente indotti e ad aumentata trasmissione sinaptica nei neuroni talamocorticali.  Non è attualmente chiaro se lo spegnimento di Cav3.3 possa portare ad aumenti compensatori nell’espressione di altri canali ionici o di recettori che portano a tale eccitabilità nei neuroni nRT.  Inoltre, a causa della mancanza di bloccanti selettivi dei canali Cav3.3, non è chiaro se l’inibizione acuta di questi canali media gli effetti che sono equivalenti a quelli osservati in seguito a delezione del gene che codifica Cav3.3.  Nonostante ciò, quando si sviluppano bloccanti dei canali del calcio di tipo T per interventi terapeutici, questo ruolo ambiguo dei canali Cav3.3 dovrebbe essere considerato.

            L’etosuccimide  è un bloccante dei canali del calcio di tipo T che è stato usato clinicamente per trattare l’assenza epilettica.  Questo composto è un bloccante a bassa affinità (in un intervallo submillimolare) di tutte e tre le isoforme del canale Cav3.3, con una preferenza per i canali inattivati, e dà luogo ad una inibizione dipendente dall’uso.  Anche l’antiepilettico valproato di sodio (Depakene/Convulex; Abbott) è stato descritto come un inibitore del canale di tipo T.  Tuttavia, questo composto è conosciuto anche come inibitore di altri bersagli come i canali del sodio e l’istone deacetilasi.  Insieme a questi, è stato riportato che anche il farmaco antiepilettico multi-bersaglio zonisamide (Zonegran; Eisai) inibisce i canali di tipo T in un intervallo micromolare, ma curiosamente senza nessuna apparente dipendenza dallo stato.  E’ interessante il fatto che ci sono evidenze che questo composto migliora anche le risposte al dolore nei roditori, supportando ulteriormente il ruolo dei canali di tipo T nel segnale del dolore (come discusso precedentemente).  Sforzi più recenti nella scoperta dei farmaci da parte di Zalicus (adesso Epirus Biopharmaceuticals) hanno identificato piccole molecole organiche (inclusi il composto Z944 prima citato ed un composto chiamato Z941) che inibiscono potentemente i canali del calcio di tipo T Cav3.2 e bloccano l’attività epilettica nel modello GAERS.  E’ stato anche visto che Z944 inibisce l’esplosione di scarica in neuroni nRT, il chè è consistente con il ruolo critico di questi canali nell’eccitabilità dei neuroni talamici.  Dal momento che Z944 è già in studio clinico per il dolore, ciò può fornire un’opportunità per testare questo composto in pazienti con assenza epilettica.

            Anche i canali del calcio HVA potrebbero essere bersagli per il trattamento dell’epilessia.  La gabapentina è usata come anticonvulsivo per trattare gli attacchi focali e parziali.  Tuttavia, dato che questo composto ha la propensione di influenzare molteplici tipi di canali HVA attraverso la sua interazione con le sunbunità Cavα2δ, non è chiaro come questo composto medi il proprio effetto clinico a livello cellulare.  Anche l’antiepilettico lamotrigina (Lamictal; GlaxoSmithKline) è ampiamente usato per il trattamento delle crisi focali e le assenze, ma il suo modo d’azione non è stato compreso completamente.  Questo composto blocca i canali Cav2.2 di tipo R espressi transitoriamente in un intervallo basso micromolare, con un piccolo effetto sui canali Cav3.1.  Uno studio recente ha rivelato che gli effetti anti-attacchi della lamotrigina osservati in topi sono dipendenti dalla presenza di canali Cav2.3.  Specificamente, lamotrigina protegge dagli attacchi indotti dal kainato in topi normali ma non in topi senza Cav2.3, dove questo composto media infatti un aumento paradosso nell’attività degli attacchi che deve ancora essere spiegato.  Osservazioni simili sono state fatte con topiramato (Topamax; Mylan), un anticonvulsivo che ha come bersaglio molti tipi di canali e recettori, inclusi i canali di tipo R che sono bloccati in maniera dipendente dallo stato, con un IC50 (concentrazione inibitoria al 50%) di circa 50 nM.  Nonostante non sia chiaro fino a che livello le azioni cliniche di questi composti siano mediati dall’inibizione dei canali Cav2.3, la nozione che i canali 2.3 condividano proprietà biofisiche che si sovrappongono con quelle di membri della famiglia di canali Cav3 è in accordo con questa possibilità.  Infine, uno studio recente ha riportato che i canali Cav1.2 nelle cellule piramidali si attivano a potenziali relativamente iperpolarizzati quando la temperatura aumenta a 40oC, consentendo così a questi canali di guidare proprietà intrinseche di scarica.  Gli autori hanno ipotizzato che questo effetto potrebbe contribuire allo sviluppo degli attacchi febbrili.  A sostegno di questa ipotesi, nimodipina (Nimptop; Bayer) blocca lo sviluppo di attacchi indotti da temperatura in ratti neonati, suggerendo che le diidropiridine potrebbero essere esplorate come opzione terapeutica.  Tuttavia, si sa che la nimodipina inibisce debolmente i canali del calcio di tipo T, e rimane da determinare se questo composto inibisce gli attacchi febbrili bloccando i canali di tipo L, i canali di Tipo T, o forse entrambi.

            In toto, i canali del calcio aperti dal voltaggio forniscono potenziali bersagli sia per gli attacchi idiopatici che focali, con i canali del calcio di tipo T che sono forse i candidati più promettenti all’interno della famiglia dei canali del calcio.  Tuttavia, dato che ci sono già una dozzina circa di medicamenti in vendita che possono essere usati per controllare gli attacchi, c’è una mancanza relativa di sforzi nella scoperta di nuovi farmaci nel settore farmaceutico.

Figura 3. Ruolo dei canali del calcio di tipo T nel circuito talamocorticale. a. I neuroni talamocorticali (TCN) hanno proiezioni eccitatorie sia verso neuroni piramidali corticali (CNP) sia verso neuroni del nucleo reticolare talamico (nRT). Proiezioni eccitatorie discendenti innervano neuroni nRT e TCN, mentre neuroni nRT hanno stimoli inibitori verso cellule talamocorticali. L’eccitabilità di questa rete è fortemente dipendente dai canali del calcio di tipo T, con i canali Cav3.1 espressi nei TCN, ed i canali Cav3.2 e Cav3.3 espressi nei neuroni nRT. b. Mutazioni di Cav3.2 sono state trovate in pazienti con forme congenite di assenza epilettica ed aumento delle funzioni del canale Cav3.2. La mutazione C456S aumenta l’espressione in superficie dei canali, mentre la mutazione V831M aumenta la disponibilità dei canali mediando uno slittamento depolarizzante nella curva di inattivazione allo stato stazionario. In entrambi i casi, si ha una aumentata ampiezza della corrente dei tipi T, che porta ad aumentata eccitabilità dei neuroni nRT e quindi a crisi d’assenza.

Figura 3. Ruolo dei canali del calcio di tipo T nel circuito talamocorticale. a. I neuroni talamocorticali (TCN) hanno proiezioni eccitatorie sia verso neuroni piramidali corticali (CNP) sia verso neuroni del nucleo reticolare talamico (nRT). Proiezioni eccitatorie discendenti innervano neuroni nRT e TCN, mentre neuroni nRT hanno stimoli inibitori verso cellule talamocorticali. L’eccitabilità di questa rete è fortemente dipendente dai canali del calcio di tipo T, con i canali Cav3.1 espressi nei TCN, ed i canali Cav3.2 e Cav3.3 espressi nei neuroni nRT. b. Mutazioni di Cav3.2 sono state trovate in pazienti con forme congenite di assenza epilettica ed aumento delle funzioni del canale Cav3.2. La mutazione C456S aumenta l’espressione in superficie dei canali, mentre la mutazione V831M aumenta la disponibilità dei canali mediando uno slittamento depolarizzante nella curva di inattivazione allo stato stazionario. In entrambi i casi, si ha una aumentata ampiezza della corrente dei tipi T, che porta ad aumentata eccitabilità dei neuroni nRT e quindi a crisi d’assenza.

 Bloccanti dei canali del calcio nella malattia di Parkinson                                                                                    

La malattia di Parkinson è uno dei più comuni disordini neurodegenerativi con una caratteristica perdita di neuroni dopaminergici nella pars compacta della substantia nigra; insieme alla perdita di neuroni dopaminergici nello striato, che porta ad una progressiva alterazione nelle funzioni motorie, si osserva l’insorgenza di tremore ed altre comorbidità come lo sviluppo di psicosi. I sintomi motori come il tremore vengono trattati con un ventaglio di farmaci, inclusi agenti anticolinergici, beta-bloccanti ed agonisti del   recettore dopaminergico, ma le opzioni attuali per prevenire la perdita di neuroni dopaminergici rimangono insufficienti.  E’ ben noto che i neuroni di pazienti con malattia di Parkinson esibiscono corpi d’inclusione costituiti da α-sinucleina, anche se rimane non chiaro se questi corpi d’inclusione sono causali della degenerazione neuronale.  Molti geni sono stati implicati nello sviluppo della malattia di Parkinson familiare, inclusi la parkina, α-sinucleina, leucine-rich repeat serine/threonine protein kinase 2 (LRRK2) e PTEN-induced putative kinase 1 (PINK1), e molti di questi geni influenzano la funzione mitocondriale o lisosomiale.  Nonostante molti avanzamenti, le basi cellulari e molecolari di questa perdita neuronale selettiva non è stata ancora chiarita completamente, e questo a sua volta ha ostacolato la scoperta di una cura per questo disordine.

                Un possibile meccanismo che è stato implicato nella perdita neuronale durante la malattia di Parkinson coinvolge i canali del calcio Cav1.3 di tipo L.  Questi canali possono modulare la normalizzazione dei neuroni della sostanza nigra  al loro intervallo iperpolarizzato di attivazione dipendente dal voltaggio, anche se non sembra siano critici per il processo  di normalizzazione per se.  Infatti, un lavoro precedente che mostrava che le diidripiridine potevano alterare le proprietà di normalizzazione dei neuroni della substantia nigra potevano essere correlati al loro effetto fuori bersaglio su altri canali ionici.  Nonostante ciò, l’apertura ripetuta dei canali Cav1.3 (e probabilmente anche dei canali Cav1.2) durante la normalizzazione potrebbero contribuire all’eccessivo ingresso di calcio che a sua volta causa citotossicità attraverso lo stress mitocondriale (Fig. 4).  E’ anche interessante notare che nel cervello umano di pazienti con malattia di Parkinson in stadio precoce, l’espressione dei canali Cav1.3 è aumentata, il chè supporta un possibile ruolo causale di questi canali nella patologia della malattia.

                Uno studio recente ha identificato un ruolo aggiuntivo dei canali Cav1.3 nella malattia di Parkinson.  E’ stato visto che l’ingresso di calcio attraverso i canali Cav1.3 stimola un aumento dipendente da neuronal calcium sensor 1 (NCS1; anche conosciuto come FLUP) dell’attività degli autorecettori D2 della dopamina (che si sa contribuiscono alla patogenesi in virtù della loro capacità di regolare l’attività di normalizzazione) e perdita della desensibilizzazione recettoriale (Fig. 4).  Ciò, a sua volta, ci si aspetterebbe che contribuisca alla disregolazione patologicamente rilevante della funzione dei neuroni dopaminergici.  Quindi, l’attività dei canali Cav1.3 potrebbe contribuire alla patologia della malattia di Parkinson attraverso molteplici meccanismi, e perciò gli inibitori selettivi del canale Cav1.3 potrebbero rappresentare una potenziale strategia terapeutica.  Infatti, uno studio clinico di Fase II che valuta la sicurezza dell’isradipina (Dynarcic; Reliant) come potenziale farmaco per il Parkinson è stato completato con risultati promettenti.  Questo studio clinico ha valutato la sicurezza, tollerabilità ed efficacia dell’isradipina in pazienti con sintomi precoci di malattia di Parkinson che non richiedono ancora il trattamento con agonisti del recettore dopaminergico.  I risultati hanno dimostrato che il farmaco è ben tollerato in maniera dose-dipendente, con una dose ottimale determinata a 10 mg al giorno.  Effetti collaterali a dosi più elevate includono lo sviluppo di edema e vertigini.  Un grande studio di Fase III è attualmente in corso alla Northwestern University, Illinois, USA.  E’ anche importante notare che ci sono evidenze  che i pazienti che assumono gli antipertensivi diidropiridine mostrano un rischio ridotto di sviluppare malattia di Parkinson in paragone o a pazienti che non sono sottoposti a tale regime o a pazienti che sono trattati con tipi di antipertensivi  che non attraversano la barriera emato-encefalica.

                E’ stata recentemente identificata una nuova classe di composti (pirimidine-2, 4, 6-trioni) come possibile ponte per gli inibitori selettivi dei Cav1.3.  E’ stato mostrato che uno dei derivati (1-(3-clorofenetil)-3-ciclopentilpirimidina-2,4,6-(1H, 3H,5H)-trione) inibisce selettivamente i canali Cav1.3 rispetto ai Cav1.2.  Uno studio successivo ha riportato affinità di blocco più basse e una più debole selettività per i sottotipi dei canali di questo composto in paragone a quelli riportati precedentemente.  Tuttavia, è stato visto che l’effetto bloccante varia con la subunità Cavβ co-espressa e con la particolare isoforma di splicing del canale Cav1.3 usata.  Infine, ancora un altro studio ha riportato che questo composto in effetti aumentava l’attività del canale Cav1.3 influenzando l’apertura del canale in maniera complessa, con un’inibizione osservata solo quando il bario veniva utilizzato come trasportatore di cariche.  Nonostante le ragioni di queste osservazioni discordanti rimangono non chiarite, una possibilità potrebbe essere l’uso di diverse isoforme di splicing dei canali Cav1.3 in questi saggi farmacologici in canali espressi transitoriamente.  Indipendentemente da queste discrepanze della letteratura, la premessa generale di avere come bersagli i canali Cav1.3 per prevenire la perdita dei neuroni dopaminergici osservata nella malattia di Parkinson rimane tuttora valida.

                Infine, si dovrebbe notare che i canali del calcio di tipo T sono stati recentemente implicati come bersagli potenziali per trattare anormalità motorie nella malattia di Parkinson.  In un modello di ratto, gli inibitori dei canali del calcio di tipo T come il mibefradil (adesso ritirato dal commercio) e NNC-55-0396 bloccano l’attività di aumento delle scariche in fette di nucleo subtalamico, una struttura del cervello conosciuta per esibire un’aumentata attività di scarica durante la malattia di Parkinson.  Inoltre, i deficit locomotori in un modello di malattia di Parkinson nel ratto venivano ridotti da questi composti.  Quindi, sarà interessante determinare se nuovi bloccanti dei canali di tipo T come Z944 possano mostrare efficacia in pazienti con malattia di Parkinson.

Figura 4. Ruolo dei canali del calcio di tipo L nella degenerazione dei neuroni dopaminergici durante la malattia di Parkinson. I neuroni della pars compatta della substantia nigra (SN) innervano i neuroni che esprimono il recettore D1 della dopamina (D1N) ed i neuroni che esprimono il recettore D2 della dopamina (D2N) nello striato, che a sua volta proietta verso nuclei esterni. L’attività di pacemaker dei neuroni SN è modulata da canali del calcio Cav1.3 e probabilmente Cav1.2. L’attivazione ripetitiva dei canali Cav1.3 (e forse Cav1.2) porta ad ingresso di calcio e rilascio calcio-dipendente a valle di calcio dal reticolo endoplasmico (ER). Questo porta ad aumento del calcio nei mitocondri ed alla generazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Questo culmina in danno cellulare e perdita di neuroni dopaminergici, e risulta in diminuiti stimoli dopaminergici nello striato. In aggiunta, l’attività dei canali Cav1.3 è stata legata ad un aumento dell’espressione del recettore D2 (D2R) attraverso l’attivazione di neuronal calcium sensor 1 (NCS1), e questo aumento dell’espressione si pensa che alteri l’attività di pacemaker. InsP3R, inositolo-1,4,5-trifosfato.

Figura 4. Ruolo dei canali del calcio di tipo L nella degenerazione dei neuroni dopaminergici durante la malattia di Parkinson. I neuroni della pars compatta della substantia nigra (SN) innervano i neuroni che esprimono il recettore D1 della dopamina (D1N) ed i neuroni che esprimono il recettore D2 della dopamina (D2N) nello striato, che a sua volta proietta verso nuclei esterni. L’attività di pacemaker dei neuroni SN è modulata da canali del calcio Cav1.3 e probabilmente Cav1.2. L’attivazione ripetitiva dei canali Cav1.3 (e forse Cav1.2) porta ad ingresso di calcio e rilascio calcio-dipendente a valle di calcio dal reticolo endoplasmico (ER). Questo porta ad aumento del calcio nei mitocondri ed alla generazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Questo culmina in danno cellulare e perdita di neuroni dopaminergici, e risulta in diminuiti stimoli dopaminergici nello striato. In aggiunta, l’attività dei canali Cav1.3 è stata legata ad un aumento dell’espressione del recettore D2 (D2R) attraverso l’attivazione di neuronal calcium sensor 1 (NCS1), e questo aumento dell’espressione si pensa che alteri l’attività di pacemaker. InsP3R, inositolo-1,4,5-trifosfato.

Ruolo dei canali del calcio nella dipendenza farmacologica

La dipendenza farmacologica può essere considerata una malattia cronica in cui gli individui affetti fanno esperienza di un irresistibile bisogno di consumare sostanze d’abuso, e ciò contribuisce fortemente alla mortalità. Queste sostanze includono sia farmaci legali come alcool e nicotina, sia sostanze proibite come la cocaina.  La dipendenza coinvolge modificazioni a lungo termine dell’architettura cerebrale che predispone gli individui alla recidiva anche dopo periodi molto lunghi di astinenza, e ciò forse differisce dai circuiti cerebrali che sono coinvolti nella ricompensa immediata associata agli psicostimolanti.  I meccanismi cellulari e molecolari che sottolineano la dipendenza sono altamente complessi e con molte sfaccettature.  La struttura cerebrale chiave coinvolta nello sviluppo della dipendenza è il sistema mesolimbico, in particolare le proiezioni dopaminergiche dall’area ventrale tegmentale al nucleo accumbens e alle sue proiezioni (Fig. 5).  Anche se le diverse sostanze da dipendenza possono agire su recettori diversi (per esempio, la morfina attiva i recettori µ oppioidi e la nicotina attiva i recettori nicotinici dell’acetilcolina), tutti determinano un incremento totale dei livelli di dopamina nel sistema mesolimbico e un’alterata espressione genica dipendente da cAMP response element binding protein (CREB) nell’area ventrale tegmentale e nel nucleo accumbens.  Da più di due decenni, si sa che i canali di tipo L hanno un ruolo in questo processo, dal momento che composti come nimodipina (Nimotop; Bayer) e diltiazem (Cardizem; Biovail) bloccano la sensibilizzazione comportamentale alla cocaina ed attenuano l’assunzione di alcool.

                Sembra che i sottotipi dei canali del calcio Cav1.3 contribuiscano all’aumentata espressione dell’mRNA dei recettori per la dopamina indotta dall’amfetamina nell’area ventrale tegmentale ed è essenziale per la sensibilizzazione comportamentale in risposta a cocaina ed anfetamine.  Dopo una pre-esposizione alla cocaina, l’espressione dei canali Cav1.2 è aumentata nel nucleo accumbens, che a sua volta causa modificazioni a lungo termine nell’espressione genica e nell’inserzione dipendente dalla fosforilazione del recettore AMPA (acido propionico dell’α-ammino-3-idrossi-5-metil-4-isossazolo) nella membrana plasmatica, che da luogo ad una plasticità a lungo termine (Fig. 5).  Questo processo dipende dall’attivazione dei canali Cav1.3 nell’area ventrale tegmentale, presumibilmente attraverso il rilascio di dopamina e l’attivazione dei recettori D1.  Questa plasticità si mantiene anche dopo l’interruzione della cocaina.  Al contrario, nello striato dorsale, l’esposizione a lungo termine alla cocaina causa una diminuzione della fosforilazione dei recettori AMPA o dell’inserzione che dipende dall’attivazione dei recettori D2 e dai canali Cav1.3, ma non da quelli che sono espressi nell’area ventrale tegmentale.  Inoltre, durante il trattamento cronico con metanfetamina, c’è un aumento dell’espressione dell’mRNA di Cav1.2 nei neuroni dell’area ventrale tegmentale, che potrebbe contribuire anche alle modificazioni a lungo termine dell’espressione genica.  Uno studio successivo ha rivelato che i canali Cav1.2 e Cav 1.3 mediano quadri distinti di scarica nei neuroni dell’area ventrale tegmentale, con i canali Cav1.3 che guidano sia singoli picchi che scariche amplificate, mentre i canali Cav1.2 sono importanti principalmente per il comportamento amplificatorio (Fig. 5).  Ciò a sua volta, suggerisce che questi due tipi di canale contribuiscono differenzialmente alla modulazione dopaminergica nel nucleo accumbens.

                In complesso, emerge un quadro in cui i canali Cav1.3 sono mediatori cruciali delle modificazioni plastiche nel sistema mesolimbico in risposta agli psicostimolanti, il chè poi porta ad una forma più prolungata di plasticità nel nucleo accumbens che dipende dai canali Cav1.2.  Questi ultimi forse possono contribuire alle modificazioni strutturali a lungo termine che predispongono gli individui alla recidiva dopo l’astinenza.  Ciò suggerisce quindi che i bloccanti dei canali del calcio di tipo L potrebbero rivelarsi benefici nel trattamento delle dipendenze.  Infatti, ci sono evidenze da studi sull’uomo che la situazione potrebbe effettivamente essere questa.  Per esempio, è stato visto che gli inibitori dei canali del calcio di tipo L come nifedipina (Procardia/Adalat; Pfizer/Bayer) e verapamil (Calan; Pfizer) riducono i sintomi da astinenza da un certo numero di sostanze da dipendenza, tra cui oppiacei ed etanolo.  Rimane da determinare se questi effetti nell’uomo dipendono dall’attività di Cav1.3, Cav1.2, o entrambi i tipi di canali.  Queste conoscenze potenzialmente potrebbero guidare le strategie future in questo ambito.

                In aggiunta ai canali del calcio di tipo L, bloccanti di altri tipi di canali del calcio potrebbero essere un’utile strategia.  E’ stato visto che un bloccante misto dei canali del calcio di tipo N/tipo T (NMED-126; anche noto come NP078585) riduce l’intossicazione da alcool nei topi, così come l’auto-somministrazione e la reintegrazione di alcool.  Gli effetti di questo composto erano assenti in topi geneticamente assenti di Cav2.2, indicando che il composto agisce prevalentemente attraverso l’inibizione dei canali di tipo N piuttosto che di tipo T.  Se questi effetti avvengono a livello di rete nel sistema mesolimbico non si sa; nonostante ciò, questi dati puntano ad una strategia potenziale nell’usare inibitori misti dei canali di tipo N/tipo L per trattare la dipendenza da farmaci ed alcool.  Uno di questi bloccanti attualmente in uso clinico è clinidipina (Atelec/Cilicar; Fuji/Ajinomoto), un antiipertensivo della classe delle diidropiridine.  E’ importante notare che questo composto sopprime la sensibilizzazione locomotoria indotta dall’etanolo nei ratti.

Figura 5. Ruolo dei canali del calcio di tipo L nella dipendenza da sostanze. E’ mostrato un circuito neuronale semplificato coinvolto nella dipendenza. I neuroni dopaminergici nell’area ventrale tegmentale (VTA) proiettano sia al nucleo accumbens (Nac) che alla corteccia prefrontale (PFC). Il Nac è un nucleo d’uscita principale nel comportamento di ricerca della ricompensa e possiede sia proiezioni dirette che indirette (non mostrate) di ritorno alla VTA. L’esposizione cronica a psicostimolanti attiva i canali Cav1.3 ed aumenta il rilascio di dopamina dalla VTA, che a sua volta stimola gli impulsi glutammatergici. Il glutammato attiva i recettori (GluR) AMPA (α-ammino-3-idrossi-5-metil-4-isossazolo dell’acido propionico) ed NMDA (N-metil-D-aspartato) nei neuroni VTA, ed insieme all’attività del canale Cav1.3 porta a modificazioni dell’espressione genica che includono l’aumentata espressione dei canali del calcio Cav1.2. I canali Cav1.2 e Cav1.3 regolano differenzialmente il comportamento di scarica dei neuroni VTA, che a sua volta guida il rilascio di dopamina nel Nac. Qui, l’attivazione dei recettori D1 (D1R) della dopamina attiva la protein chinasi A (PKA), che, insieme all’aumentata espressione dei canali Cav1.2, media le modificazioni a lungo termine dell’espressione genica e l’inserzione del recettore AMPA nella membrana plasmatica. CamKII, calcium/calmodulin-dependent protein kinase II; CREB, cAMP response element binding protein; ERK, extracellular signal-regulated kinase; GluR, glutamate receptor.

Figura 5. Ruolo dei canali del calcio di tipo L nella dipendenza da sostanze. E’ mostrato un circuito neuronale semplificato coinvolto nella dipendenza. I neuroni dopaminergici nell’area ventrale tegmentale (VTA) proiettano sia al nucleo accumbens (Nac) che alla corteccia prefrontale (PFC). Il Nac è un nucleo d’uscita principale nel comportamento di ricerca della ricompensa e possiede sia proiezioni dirette che indirette (non mostrate) di ritorno alla VTA. L’esposizione cronica a psicostimolanti attiva i canali Cav1.3 ed aumenta il rilascio di dopamina dalla VTA, che a sua volta stimola gli impulsi glutammatergici. Il glutammato attiva i recettori (GluR) AMPA (α-ammino-3-idrossi-5-metil-4-isossazolo dell’acido propionico) ed NMDA (N-metil-D-aspartato) nei neuroni VTA, ed insieme all’attività del canale Cav1.3 porta a modificazioni dell’espressione genica che includono l’aumentata espressione dei canali del calcio Cav1.2. I canali Cav1.2 e Cav1.3 regolano differenzialmente il comportamento di scarica dei neuroni VTA, che a sua volta guida il rilascio di dopamina nel Nac. Qui, l’attivazione dei recettori D1 (D1R) della dopamina attiva la protein chinasi A (PKA), che, insieme all’aumentata espressione dei canali Cav1.2, media le modificazioni a lungo termine dell’espressione genica e l’inserzione del recettore AMPA nella membrana plasmatica. CamKII, calcium/calmodulin-dependent protein kinase II; CREB, cAMP response element binding protein; ERK, extracellular signal-regulated kinase; GluR, glutamate receptor.

Canali del calcio e disordini psichiatrici

Molti geni di canali del calcio sono stati associati con lo sviluppo di sintomi psichiatrici. Polimorfismi a singolo nucleotide in sequenze introniche del gene che codifica Cav1.2 (in particolare, un locus di rischio denominato rs1006737) e nella subunità Cavβ2 sono stati associati con un aumentato rischio di disordine bipolare e schizofrenia.  E’ importante notare che individui sani portatori della variante di rischio di CACNA1C rs1006737 mostrano una funzione compromessa della corteccia cingolata anteriore, della corteccia prefrontale e dell’ippocampo in studi di immagini in risonanza magnetica (RMI) funzionale.  Uno studio successivo ha identificato Cav1.3 come altro possibile gene di rischio del disordine bipolare, con un grado più basso di associazione per Cav2.2 e Cav3.1.  Si è concluso che questi canali ed altri tipi di canali ionici condividono un ruolo comune nel regolare l’eccitabilità neuronale; tuttavia, questa può essere una visione eccessivamente semplicistica visto che questi canali hanno ruoli altamente specializzati che possono differire tra diverse regioni cerebrali.  Come il polimorfismo delle sequenze introniche di Cav1.2 possano contribuire ad un aumentato rischio di schizofrenia non si sa ancora.  E’ possibile che possano portare ad alterata espressione dei canali Cav1.2, e ciò sarebbe consistente con un recente rapporto che mostra una più elevata attività Cav1.2 in neuroni indotti da portatori del polimorfismo.  Nonostante ciò, l’associazione di disordini bipolari e due tipi diversi di canali del calcio di tipo L suggerisce che i bloccanti dei canali del calcio di tipo L sono una possibile via di trattamento.  Infatti, uno studio clinico preliminare sull’uso di isradipina per il trattamento di disordine bipolare ha ottenuto risultati promettenti.

                Mutazioni con acquisizione di funzione nei Cav1.2 che interferiscono con i normali meccanismi di  inattivazione dipendente dal voltaggio in questi canali sono state associate a sindrome di Timothy, una grave condizione che include aritmie cardiache, anormalità di sviluppo ed autismo.  Questa modificazione della funzione del canale non solo influenza le proprietà elettrofisiologiche delle cellule eccitabili ma, come è evidente da studi su cellule progenitrici neuronali di pazienti con sindrome di Timothy, portano anche ad alterazioni massive della trascrizione genica e ad aumentata retrazione dendritica.  Un fenotipo autistico è stato osservato anche in pazienti umani con mutazioni con acquisizione di funzione dei canali Cav1.3.  Inoltre, rare mutazioni della subunità Cavβ2 in famiglie con disordine dello spettro autistico portano a cinetiche rallentate di inattivazione dei canali del calcio di tipo L.  Tutto ciò suggerisce la possibilità che gli inibitori dei canali del calcio di tipo L o, più specificamente, gli stimolatori dell’inattivazione dei canali di tipo L, potrebbero essere usati nel trattamento per certe forme di autismo.  Tuttavia, finora non ci sono studi clinici per saggiare questa ipotesi.  E’ anche degno di nota che polimorfismi a singolo nucleotide in tutte e tre le isoforme del Canale Cav3 sono stati associati ad autismo.  Nel caso del Cav3.2, si è visto che queste mutazioni causano una perdita di funzione.  Fino a che livello i canali Cav3 possano essere sfruttati come bersagli potenziali per l’autismo deve essere ancora determinato.

                I disordini d’ansia sono un altro gruppo di condizioni psichiatriche ad elevata prevalenza che possono coinvolgere canali del calcio aperti dal voltaggio.  L’ansia può essere definita come una reazione apprensiva ad uno stimolo non pericoloso, e quindi non è sorprendente che il circuito neurale coinvolto nell’ansia sia intimamente legato a quello della paura, che coinvolge l’amigdala, il nucleo accumbens e l’ippocampo.  Studi basati sull’optogenetica hanno rivelato che impulsi dall’amigdala all’ippocampo sono essenziali per lo sviluppo di comportamenti correlati all’ansia.  Uno studio recente ha riportato un aumento dell’espressione della subunità Cav2δ1 nell’amigdala in un modello nel ratto di ansia indotta chimicamente.  E’ da notare che pregabalin ha invertito il fenotipo ansioso, il chè è in accordo con ampi dati clinici che mostrano che sia gabapentina che pregabalin sono efficaci nel trattamento dei disordini d’ansia nell’uomo.  L’aumentata espressione della subunità Cavαδ sembra che sia accompagnata da un aumento dell’espressione dei canali del calcio Cav1.2 e Cav1.3.  Lungo questa linea, c’è un aumento di espressione dei canali del calcio Cav1.2 in ratti condizionati dalla paura.  In questi esperimenti, è stato visto che nimodipina blocca le risposte d’allarme.  Nonostante queste scoperte facciano sorgere la possibilità di saggiare gli inibitori dei canali del calcio di tipo L come potenziali ansiolitici, la delezione dei canali Cav1.2 nel prosencefalo sembra dare luogo ad un fenotipo ansioso nei topi, come fa l’aploinsufficienza dei canali Cav1.2 nei topi femmina.  Inoltre, è stato visto che dosi più elevate di nifedipina e verapamil esercitano effetti ansiogeni nei topi.  Al contrario, ci sono deboli indicazioni che la deficienza Cav1.3 possa avere effetti ansiolitici.  Quindi, non è attualmente chiaro se i canali di tipo L possano servire come bersagli per i disordini d’ansia e come modulano i circuiti neuronali connessi.

                E’ importante notare che i canali di tipo N possono avere un ruolo nello sviluppo dei disordini d’ansia, dal momento che topi senza Cav2.2 dimostrano ridotti livelli di ansia.  E’ immaginabile che gli effetti citati della gabapentina possano essere dovuti ad un effetto dipendente da Cavα2δ su canali Cav2.2.  Infine, topi mancanti della subunità Cavβ3 mostrano ansia ridotta insieme ad aumentata aggressività, ed è possibile che ciò sia dovuto a ridotta espressione dei canali Cav2.2 derivante dall’assenza di questa importante subunità ausiliaria.

                In complesso, ci sono evidenze che supportano l’utilità dei bloccanti dei canali del calcio controllati dal voltaggio in una varietà di disordini psichiatrici.  Ciò che rimane da comprendere con maggiore profondità è come isoforme individuali dei canali del calcio contribuiscano allo sviluppo di queste condizioni a livello di reti neuronali.

Sfide ed opportunità

L’importanza dei canali del calcio aperti dal voltaggio come bersagli farmacologici è stata stabilita chiaramente. Dal momento che sono già stati approvati inibitori dei canali del calcio di tipo N, L, e T, ciò potrebbe consentire il veloce saggio di questi farmaci esistenti in un’ampia gamma di condizioni neurologiche, come esemplificato dall’uso dell’antipertensivo isradipina come intervento potenziale nella malattia di Parkinson.  Inoltre, dal momento che i canali del calcio hanno importanti ruoli in molti altri processi fisiologici come la regolazione del quadro del sonno e dell’assunzione di cibo, la tavolozza delle possibili applicazioni terapeutiche degli inibitori dei canali del calcio possono ben aumentare includendo condizioni come l’insonnia e i disordini dell’alimentazione, tra gli altri.  Nonostante ciò, rimane un bisogno pressante di nuovi bloccanti dei canali del calcio, soprattutto per condizioni come il dolore neuropatico ed infiammatorio, che spesso sono refrattari al trattamento.  In particolare, per minimizzare gli effetti collaterali, è importante sviluppare nuovi tipi di inibitori dei canali del calcio che abbiano come bersaglio specificamente canali del calcio che siano coinvolti in processi fisiopatologici, mentre bisogna eliminare quelli che contribuiscono alle normali funzioni fisiologiche.  Ciò richiede una profonda conoscenza di come i canali del calcio prendono parte alla funzione di specifici circuiti cerebrali che sono implicati nella patofisiologia e come questi canali possono essere disregolati negli stati patologici.

                Primo, è importante sapere la struttura molecolare precisa dei canali espressi in questi neuroni, che, come sottolineato precedentemente, può guidare le strategie di scoperta dei farmaci.  Per esempio, è stato visto che i canali del calcio Cav2.2 nei neuroni sensitivi del dolore contengono l’esone 37a piuttosto che l’esone 37b, che è maggiormente espresso nel sistema nervoso e che la variante esone 37a  è critica nel segnale del dolore.  Se bisogna sviluppare un inibitore che abbia come bersaglio selettivo i canali che contengono esone 37a, il potenziale degli effetti collaterali nel CNS potrebbe ridursi.  Lungo questa linea, è possibile che i canali del calcio vadano incontro ad eventi di splicing alternativo dipendenti dall’età (ciò è stato dimostrato almeno per i canali di tipo Q/T), e ciò potrebbe essere potenzialmente rilevante per il ruolo patogenetico dei canali del calcio Cav1.3 nella malattia di Parkinson.  Nel contesto dell’invecchiamento,  la materia è ulteriormente complicata dal fatto che i canali Cav1.2 vanno incontro ad una forma dipendente dall’età di proteolisi nella membrana plasmatica che determina la generazione di canali funzionali con caratteristiche biofisiche alterate.  Accanto a modificazioni della subunità del canale che forma pori per se, le conoscenze sull’associazione delle subunità del canale del calcio Cavα1 con subunità ancillari specifiche e le interazioni dei canali del calcio con altri elementi regolatori, possono essere considerazioni importanti per lo sviluppo di farmaci.  Per esempio, i canali Cav1.3 nelle cellule capellute cocleari si associano con proteine che legano il calcio come CaBP2 e CaBP4, che cambiano le caratteristiche biofisiche e, forse, quelle farmacologiche di questi canali.  Quando si disegnano inibitori  del canale Cav1.3 per il trattamento di condizioni come la malattia di Parkinson o la dipendenza, potrebbe essere vantaggioso selezionare composti con affinità più bassa per canali che sono complessati con CaBP2, per cercare di evitare la possibilità di deficienze dell’udito indotte da farmaci.  Questo si potrebbe ottenere analizzando composti contro linee cellulari che co-esprimono stabilmente i canali CaBP2 e Cav1.3.

                Secondo, è importante capire le intrinseche proprietà di scarica dei circuiti neuronali che sono coinvolti negli stati patologici.  Per esempio, i disordini d’ipereccitabilità come l’epilessia potrebbero  richiamare i bloccanti dei canali del calcio che sono fortemente dipendenti dall’uso.  Questa strategia è stata sfruttata con successo con i farmaci anti-aritmici ed anti-convulsivi e, come evidenziato prima, è possibile identificare questi tipi di composti con nuove tecnologie di screening per i farmaci.  Infatti, molti dei più nuovi bloccanti dei canali del calcio di tipo T come lo Z944 esibiscono questa caratteristica, così come fa l’inibitore del canale di tipo N TROX-1.  In altri casi, potrebbe rivelarsi vantaggioso sviluppare bloccanti tonici di un particolare sottotipo di canali del calcio.

                Terzo, è forse possibile avere come bersaglio l’aberrante aumentata espressione dei canali del calcio, come visto nei neuroni sensitivi del dolore dopo un danno.  Infatti, questo approccio è stato dimostrato per le interazioni tra i canali Cav2.2 e collapsin response mediator protein 2 (CRMP2; anche nota come DRP2), che promuove la stabilità del complesso del canale nella membrana plasmatica.  Disaccoppiare CRPM2 dal canale attraverso peptidi distruttori riduce le correnti di calcio e media l’analgesia.  Lungo questa linea, è stato visto che le interazioni tra i canali del calcio Cav3.2 e la deubiquitinasi ubiquitin-specific processing protease 5 (USP5) promuovono un’aumentata espressione del canale nella membrana plasmatica in un intervallo di condizioni di dolore cronico.  I peptidi distruttori che interferiscono con l’associazione delle due proteine prevengono questa aberrante aumentata espressione, e mediano quindi l’analgesia.  E’ importante notare che piccoli mimetici organici di questi peptidi che sono stati identificati in uno screening con il saggio  enzyme-linked immunosorbent (ELISA) prevenivano l’interazione USP5-Cav3.2 in vitro e bloccavano lo sviluppo di ipersensibilità al dolore in molti modelli animali diversi.  Questo è un esempio in cui avere come bersaglio un’interazione proteina-proteina può essere sfruttato verso indicazioni terapeutiche.  Poiché tale interazione proteina-proteina spesso avviene in regioni intracellulari in cui c’è una maggiore sequenza di divergenza tra varie isoforme dei canali del calcio, questo approccio ha il potenziale di conseguire una maggiore selettività di bersaglio.  Inoltre, avendo come bersaglio un’associazione che avviene in uno stato patofisiologico e non in normali condizioni fisiologiche, il potenziale di interferenza con la normale fisiologia (e quindi la possibilità di effetti collaterali) è minimizzata.

                Infine, le conoscenze su come mutazioni dei geni dei canali del calcio alterano le funzioni del canale possono essere sfruttate per lo sviluppo di terapeutici.  Ciò è esemplificato da uno studio recente in cui una mutazione con acquisizione di funzione nei Cav2.1 che causa emicrania emiplegica familiare è stata  introdotta in Drosophila melanogaster e si è visto che altera la fisiologia sinaptica nella giunzione neuromuscolare.  E’ stato quindi applicato un composto (ter-butil diidrochinone) che è capace di compensare l’aumento della funzione del canale per normalizzare i difetti sinaptici associati alla mutazione, restaurando così la normale fisiologia sinaptica.  Nonostante questo approccio finalizzato al bersaglio non è stato descritto per il trattamento di canalopatie nell’uomo, è stato applicato con successo a pazienti con eritromelalgia che hanno mutazioni con acquisizione di funzioni nei canali del sodio Nav1.7.  E’ quindi forse possibile adottare strategie simili per le canalopatie del calcio con acquisizione di funzione come le assenze epilettiche, emicrania o la sindrome di thimoty.

                In complesso, rimane un enorme potenziale inutilizzato verso la progettazione di nuovi bloccanti dei canali del calcio finalizzati a bersagli precisi (e forse personalizzati) di un grande spettro di condizioni neurofisiologiche e psichiatriche.  Queste considerazioni sottolineano il bisogno di approfondimenti fondamentali sul ruolo dei canali del calcio nelle funzione del sistema nervoso a livello cellulare, molecolare e di rete.  Dal momento che molte grandi case farmaceutiche stanno riducendo gli sforzi di scoperta al loro interno, questo importante compito potrebbe aver bisogno di appoggiarsi alla comunità accademica.

(Tratto da Gerald W. Zamponi, “Targeting voltage-gated calcium channels in neurological and psychiatric diseases”, Nature Reviews Drug Discovery, volume 15, january 2016, pp. 19-34)

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