Нова методика, розроблена міжнародною дослідницькою групою, прискорить відкриття ліків, які діють на іонні канали, важливі білки, залучені до широкого спектру захворювань, від психічних розладів до раку. Цей метод, детально описаний у Journal of the American Chemical Society, дозволяє вченим вивчати взаємодію ліків і білків безпосередньо в живих клітинах, минаючи складні та потенційно деструктивні процедури ізоляції.
Проблеми у відкритті ліків іонних каналів
Іонні канали регулюють потік іонів через клітинні мембрани, відіграючи важливу роль у передачі нервів, скороченні м’язів та імунній відповіді. Дисфункція їх функції пов’язана з численними захворюваннями, що робить їх перспективними мішенями для терапевтичного втручання. Однак традиційні методи відкриття ліків вимагають виділення цих білків, процес, який може змінити їхню природну поведінку та ускладнити точне вивчення.
Прорив в аналізі в реальному часі
Нова техніка використовує ядерний магнітний резонанс (ЯМР) для спостереження за взаємодією ліків і білків у реальному часі в живих клітинах. Цей підхід є швидшим (експерименти завершуються менше ніж за годину), економнішим і простішим, усуваючи потребу у великомасштабному очищенні білка. Тепер дослідники можуть вивчати, як ліки зв’язуються з іонними каналами в біологічно релевантному середовищі, що призводить до більш точних і надійних результатів.
Перевірка обчислювальних моделей
Команда перевірила свій метод на рецепторах P2X7, іонних каналах, пов’язаних з депресією, аутизмом і деякими видами раку. Вони успішно визначили ключові точки взаємодії між ліками та білками, що дозволило їм оптимізувати їх ефективність і специфічність.
Ключовим є те, що дослідники поєднали експериментальні дані з 3D-комп’ютерними моделями зв’язування ліків з рецепторами, розробленими в Інституті хімічних досліджень (IIQ-CSIC-US). Це дозволило їм підтвердити, які обчислювальні моделі точно відображають реальні спостереження, подолаючи розрив між теорією та експериментом.
Наслідки для майбутнього відкриття ліків
«Взаємодія ліків і білків — це як замок і ключ: мембранний білок — це замок, а ліки — ключ. Нам потрібно не лише знайти правильний ключ, але й з’ясувати, як його вставити, щоб він ефективніше відкривав замок», — пояснює Хесус Ангуло з Інституту хімічних досліджень.
Здатність перевіряти обчислювальні моделі в живих клітинах являє собою зміну парадигми в розробці ліків, спрямованих на мембранні білки. Ця методика обіцяє прискорити розробку більш ефективних і цілеспрямованих методів лікування широкого кола захворювань.
Цей новий підхід спрощує процес відкриття ліків, дозволяючи швидше ідентифікувати перспективні сполуки та зменшуючи залежність від трудомістких і потенційно оманливих методів виділення. Поєднання аналізу в реальному часі та обчислювальної перевірки робить цю техніку стандартним інструментом для вивчення структури та активності, що зрештою прискорює розробку ліків, що змінюють життя.
