Gli scienziati hanno trovato un nuovo metodo per analizzare come gli agenti attivi influenzano una specifica proteina essenziale per la sopravvivenza cellulare. La loro ricerca potrebbe aiutare a sviluppare rapidamente farmaci con minori effetti collaterali.

L'efficacia di molti farmaci si basa sul modo in cui manipolano il metabolismo delle cellule inibendo l'attività di proteine ​​specifiche. Però, le analisi dell'impatto di un agente attivo sulla struttura della sua proteina bersaglio hanno generalmente utilizzato procedure dispendiose in termini di tempo e materiali.

Un team di ricercatori supportati dal progetto K4DD, finanziato dall'UE, ha introdotto un modo alternativo di esaminare tali interazioni utilizzando un sensore a infrarossi. Lo studio è stato pubblicato di recente sulla rivista Angewandte Chemie .

Il nuovo metodo fornisce informazioni sui cambiamenti strutturali nelle proteine ​​bersaglio in pochi minuti e può aiutare a restringere il tipo di cambiamento strutturale, come affermato in un comunicato stampa della Ruhr Universität Bochum (RUB). "Il sensore si basa su un cristallo permeabile alla luce infrarossa. La proteina è legata sulla sua superficie. Gli spettri infrarossi vengono registrati attraverso il cristallo, mentre la superficie viene risciacquata con soluzioni con o senza agenti attivi."

Proteine ​​da shock termico

Nell'articolo della rivista i ricercatori hanno affermato che l'indagine sulle "interazioni proteina-ligando è cruciale durante i primi processi di scoperta di farmaci". Per dimostrare l'affidabilità del loro metodo, hanno immobilizzato la proteina da shock termico HSP90 su un cristallo a riflettanza totale attenuato. "Questa proteina è un importante bersaglio molecolare per i farmaci contro diverse malattie tra cui il cancro. Con il nostro nuovo approccio abbiamo studiato un cambiamento strutturale secondario indotto dal ligando". Il team ha analizzato due modalità di legame specifiche di 19 composti simili a farmaci. "Diverse modalità di legame possono portare a diverse efficacia e specificità di diversi farmaci".

Il comunicato stampa RUB si riferisce a HSP90 come "un aiuto pieghevole che aiuta le proteine ​​​​di nuova generazione nella cellula a formare la corretta struttura tridimensionale". E aggiunge:"Grazie al loro metabolismo estremamente attivo, le cellule tumorali lo richiedono molto urgentemente. Gli agenti attivi che inibiscono l'HSP90 costituiscono un approccio per lo sviluppo di farmaci che bloccano la crescita del tumore".

Il comunicato stampa rileva inoltre che il sensore rileva i cambiamenti nell'area spettrale della proteina che è sensibile alla struttura, la cosiddetta regione intermedia. Questo è caratteristico dell'impalcatura di una proteina. "Se si verificano cambiamenti, è ovvio che l'agente attivo ha alterato la forma della proteina." Il supervisore del progetto Prof. Dr. Klaus Gerwert, spiega:"Poiché il nostro sensore agisce come un sistema di flusso, possiamo sciacquare gli agenti attivi dalla proteina bersaglio dopo il legame e, di conseguenza, misurare come l'efficacia cambia nel tempo."

Un parametro che influenza l'efficacia del farmaco è la durata della vita del complesso formato tra un farmaco e la sua proteina bersaglio, la cui funzione deve essere modificata. Gli agenti attivi che sono legati a questa proteina per lungo tempo potrebbero rimanere efficaci per un periodo prolungato. Le compresse con tali agenti attivi devono essere assunte solo una volta al giorno e spesso hanno meno effetti collaterali, dicono i ricercatori. Nell'articolo di giornale concludono:"Soprattutto quando vengono aumentati in una piattaforma di screening automatizzata, il nostro metodo potrebbe essere utilizzato per identificare nuovi candidati farmaci nel primo processo di scoperta dei farmaci".

La ricerca sul sensore a infrarossi è stata eseguita sotto K4DD (Kinetics for Drug Discovery (K4DD)). Il progetto ha cercato di migliorare la comprensione di come i potenziali farmaci si legano al loro bersaglio. L'obiettivo era anche lo sviluppo di strumenti per aiutare i ricercatori a determinare se un candidato farmaco è probabile che sia sicuro ed efficace molto prima nel suo processo di sviluppo.