Новая методика, разработанная международной исследовательской группой, ускорит открытие лекарств, нацеленных на ионные каналы – важнейшие белки, участвующие в широком спектре заболеваний, от психических расстройств до рака. Метод, подробно описанный в Journal of the American Chemical Society, позволяет ученым изучать взаимодействие лекарств и белков непосредственно в живых клетках, обходя сложные и потенциально разрушительные процедуры выделения.
Сложности в открытии лекарств для ионных каналов
Ионные каналы регулируют поток ионов через клеточные мембраны, играя важную роль в нервной передаче, сокращении мышц и иммунном ответе. Нарушение их функции связано с многочисленными заболеваниями, что делает их перспективными мишенями для терапевтического вмешательства. Однако традиционные методы поиска лекарств требуют выделения этих белков, процесс, который может изменить их естественное поведение и затруднить точное изучение.
Прорыв в анализе в реальном времени
Новая методика использует ядерный магнитный резонанс (ЯМР) для наблюдения за взаимодействием лекарств и белков в реальном времени, в живых клетках. Этот подход быстрее (эксперименты завершаются менее чем за час), экономичнее и проще, устраняя необходимость в масштабной очистке белков. Исследователи теперь могут изучать, как лекарства связываются с ионными каналами в биологически релевантной среде, что приводит к более точным и надежным результатам.
Подтверждение вычислительных моделей
Команда протестировала свой метод на P2X7-рецепторах, ионных каналах, вовлеченных в депрессию, аутизм и некоторые виды рака. Они успешно определили ключевые точки взаимодействия лекарств и белков, что позволило оптимизировать их эффективность и специфичность.
Ключевым моментом является то, что исследователи объединили экспериментальные данные с трехмерными компьютерными моделями связывания лекарств и рецепторов, разработанными в Институте химических исследований (IIQ-CSIC-US). Это позволило им подтвердить, какие вычислительные модели точно отражают реальные наблюдения, преодолевая разрыв между теорией и экспериментом.
Последствия для будущего создания лекарств
«Взаимодействие лекарства и белка похоже на замок и ключ: мембранный белок — это замок, а лекарство — ключ. Нам нужно не только найти правильный ключ, но и понять, как его вставить, чтобы он открывал замок эффективнее», — объясняет Хесус Ангуло из Института химических исследований.
Возможность подтверждать вычислительные модели на живых клетках представляет собой парадигматический сдвиг в разработке лекарств, нацеленных на мембранные белки. Эта методика обещает ускорить создание более эффективных и целенаправленных методов лечения широкого спектра заболеваний.
Этот новый подход упрощает процесс поиска лекарств, позволяя быстрее выявлять перспективные соединения и снижая зависимость от трудоемких и потенциально вводящих в заблуждение методов выделения. Сочетание анализа в реальном времени и вычислительной валидации делает эту методику стандартным инструментом для изучения структуры и активности, в конечном итоге ускоряя разработку лекарств, меняющих жизнь.
