Un nuovo e potente modo di analizzare come i farmaci interagiscono con le molecole nel corpo potrebbe aiutare la progettazione di trattamenti migliori con meno effetti collaterali.

La maggior parte dei prodotti farmaceutici funziona legandosi a un piccolo sito sulle grandi proteine ​​che prendono di mira, provocando il cambiamento di forma della proteina e quindi anche la sua attività.

Per trovare farmaci che agiscano in modo specifico contro una proteina senza legarsi anche ad altre simili – e quindi causando effetti collaterali – è importante comprendere in dettaglio questo sito di legame. Molte tecniche attuali possono fornire solo informazioni parziali, fornendo dettagli su quali parti del farmaco stesso sono importanti e, in alcuni casi, la struttura complessiva della proteina.

I ricercatori dell'Università dell'East Anglia hanno ora sviluppato un nuovo approccio che può rivelare l'altro lato del puzzle:quali parti della proteina interagiscono con il farmaco. Adatta una tecnica nota come spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) basata su ligando per rivelare quali amminoacidi nella proteina sono coinvolti nel legame al farmaco.

Sono stati in grado di farlo esaminando il farmaco e senza dover etichettare la proteina, come richiesto in altri metodi.

"Progettare nuovi farmaci è un po' come trovare il pezzo giusto che si inserisce in un puzzle, " ha detto il dottor Jesus Angulo, un docente senior presso la Scuola di Farmacia dell'UEA, che ha condotto la ricerca. "Non è solo la forma, ma anche il contenuto grafico del pezzo che deve corrispondere all'immagine circostante.

"Il nostro nuovo approccio ci consente ora di trovare il pezzo esatto che corrisponde alla forma complementare e al contenuto grafico in un sito di legame proteico".

La nuova tecnica NMR, che si chiama DEEP-STD NMR, è descritto nel giornale Angewandte Chemie .

Si basa su una tecnica NMR esistente utilizzata per studiare le interazioni farmaco-proteina chiamata STD-NMR. Funziona eccitando tutti gli amminoacidi in una proteina irradiandoli.

È quindi possibile cercare dove questo stato eccitato viene trasferito ai siti chimici sul farmaco quando si lega ad esso. Questo approccio è simile al coprire la proteina con la vernice e quindi premere il farmaco contro di essa per vedere quali parti si macchiano.

Ma il dottor Angulo e i suoi colleghi, il cui lavoro è stato finanziato dalla BBSRC, scoperto che è possibile irradiare la proteina con frequenze diverse per eccitare diversi tipi di amminoacidi.

Ciò ha permesso loro di distinguere quali amminoacidi nel sito di legame della proteina sono direttamente in contatto con il farmaco dai "segni di vernice" che lasciano.

Ciò significa che devono solo guardare il farmaco per elaborare le parti importanti della proteina che vengono prese di mira. Sono stati in grado di ottenere ulteriori informazioni sugli amminoacidi coinvolti utilizzando una combinazione di ossido di deuterio, o acqua pesante, e acqua normale come solvente.

Il gruppo, che comprendeva ricercatori del Quadram Institute di Norwich, hanno dimostrato il loro metodo su due proteine ​​ben studiate:un enzima chiamato trans-sialidasi intramolecolare, che è prodotto da un batterio che si trova nell'intestino umano, e una subunità della tossina del colera.

Il dott. Angulo ha dichiarato:"Il nostro nuovo metodo offre ai ricercatori un potente strumento per comprendere indirettamente l'architettura della tasca legante le proteine.

"Ciò consentirà loro di determinare quali sono i migliori requisiti chimici affinché un farmaco interagisca in modo specifico con un determinato recettore proteico. Ciò potrebbe portare a candidati farmaci più forti e selettivi, mentre sarebbero necessarie quantità inferiori per innescare l'effetto desiderato."