Nová technika vyvinutá mezinárodním výzkumným týmem urychlí objev léků, které se zaměřují na iontové kanály, kritické proteiny podílející se na široké škále nemocí, od duševních poruch po rakovinu. Metoda, která je podrobně popsána v Journal of the American Chemical Society, umožňuje vědcům studovat interakce lék-protein přímo v živých buňkách, čímž se obchází složité a potenciálně destruktivní izolační postupy.
Výzvy při objevování léků na iontových kanálech
Iontové kanály regulují tok iontů přes buněčné membrány, hrají důležitou roli v přenosu nervů, svalové kontrakci a imunitní odpovědi. Dysfunkce jejich funkce je spojena s řadou onemocnění, což z nich činí slibné cíle pro terapeutickou intervenci. Tradiční metody objevování léků však vyžadují izolaci těchto proteinů, což je proces, který může změnit jejich přirozené chování a ztížit přesné studium.
Průlom v analýze v reálném čase
Nová technika využívá nukleární magnetickou rezonanci (NMR) k pozorování interakcí lék-protein v reálném čase v živých buňkách. Tento přístup je rychlejší (experimenty jsou dokončeny za méně než hodinu), ekonomičtější a jednodušší, což eliminuje potřebu čištění proteinů ve velkém měřítku. Vědci nyní mohou studovat, jak se léky vážou na iontové kanály v biologicky relevantním prostředí, což vede k přesnějším a spolehlivějším výsledkům.
Validace výpočtových modelů
Tým testoval svou metodu na receptorech P2X7, iontových kanálech zapojených do deprese, autismu a některých typů rakoviny. Úspěšně identifikovali klíčové body interakce mezi léky a proteiny, což jim umožnilo optimalizovat jejich účinnost a specificitu.
Klíčové je, že výzkumníci zkombinovali experimentální data s 3D počítačovými modely vazby lék-receptor vyvinutými v Ústavu pro chemický výzkum (IIQ-CSIC-US). To jim umožnilo potvrdit, které výpočetní modely přesně odrážejí pozorování v reálném světě, a překlenout tak propast mezi teorií a experimentem.
Důsledky pro budoucnost objevování drog
“Vzájemné působení lék-protein je jako zámek a klíč: membránový protein je zámek a lék je klíč. Potřebujeme nejen najít správný klíč, ale také přijít na to, jak jej zasunout, aby se zámek otevřel efektivněji,” vysvětluje Jesús Angulo z Ústavu chemického výzkumu.
Schopnost validovat výpočetní modely v živých buňkách představuje posun paradigmatu ve vývoji léků cílených na membránové proteiny. Tato technika slibuje urychlení vývoje účinnější a cílenější léčby širokého spektra onemocnění.
Tento nový přístup zjednodušuje proces objevování léčiv, umožňuje rychlejší identifikaci slibných sloučenin a snižuje spoléhání se na časově náročné a potenciálně zavádějící izolační metody. Kombinace analýzy v reálném čase a výpočetní validace činí z této techniky standardní nástroj pro studium struktury a aktivity, což v konečném důsledku urychluje vývoj léků, které mění život.
