Una nuova tecnica sviluppata da un gruppo di ricerca internazionale accelererà la scoperta di farmaci che prendono di mira i canali ionici, proteine critiche coinvolte in un’ampia gamma di malattie, dai disturbi psichiatrici al cancro. Il metodo, descritto dettagliatamente nel Journal of the American Chemical Society, consente agli scienziati di studiare le interazioni farmaco-proteina direttamente all’interno delle cellule viventi, evitando procedure di isolamento complesse e potenzialmente dannose.
La sfida della scoperta di farmaci a canale ionico
I canali ionici regolano il flusso degli ioni attraverso le membrane cellulari, svolgendo un ruolo essenziale nella trasmissione nervosa, nella contrazione muscolare e nella risposta immunitaria. La disfunzione di questi canali è collegata a numerose malattie, rendendoli obiettivi primari per l’intervento terapeutico. Tuttavia, i metodi tradizionali di scoperta dei farmaci richiedono l’isolamento di queste proteine, un processo che può alterare il loro comportamento naturale e ostacolare uno studio accurato.
Una svolta nell’analisi in tempo reale
La nuova tecnica utilizza la risonanza magnetica nucleare (NMR) per osservare le interazioni farmaco-proteina in tempo reale, all’interno delle cellule viventi. Questo approccio è più veloce (esperimenti completati in meno di un’ora), più economico e più semplice, eliminando la necessità di un’estesa purificazione delle proteine. I ricercatori possono ora studiare il modo in cui i farmaci si legano ai canali ionici in un ambiente biologicamente rilevante, ottenendo risultati più accurati e affidabili.
Convalida dei modelli computazionali
Il team ha testato il metodo sui recettori P2X7, canali ionici implicati nella depressione, nei disturbi dello spettro autistico e in alcuni tipi di cancro. Sono riusciti a identificare i punti chiave dell’interazione farmaco-proteina, consentendo l’ottimizzazione per una maggiore efficacia e specificità.
Fondamentalmente, i ricercatori hanno combinato i dati sperimentali con modelli computerizzati tridimensionali del legame farmaco-recettore, sviluppati presso l’Istituto di ricerca chimica (IIQ-CSIC-US). Ciò ha permesso loro di convalidare quali modelli computazionali riflettessero accuratamente le osservazioni del mondo reale, colmando il divario tra teoria ed esperimento.
Implicazioni per il futuro sviluppo di farmaci
“L’interazione tra farmaco e proteina è come una serratura e una chiave: la proteina della membrana è la serratura e il farmaco è la chiave. Non dobbiamo solo trovare la chiave giusta, ma anche capire come inserirla in modo che si apra in modo più efficace”, spiega Jesús Angulo dell’Istituto di ricerca chimica.
La capacità di convalidare modelli computazionali su cellule viventi rappresenta un cambiamento di paradigma nello sviluppo di farmaci mirati alle proteine di membrana. Questa tecnica promette di accelerare la creazione di terapie più efficaci e mirate per un ampio spettro di malattie.
Questo nuovo approccio semplifica il processo di scoperta dei farmaci, consentendo un’identificazione più rapida di composti promettenti e riducendo la dipendenza da metodi di isolamento lunghi e potenzialmente fuorvianti. La combinazione di analisi in tempo reale e validazione computazionale posiziona questa tecnica come uno strumento standard per gli studi struttura-attività, accelerando in definitiva lo sviluppo di terapie che cambiano la vita
