Identificare nuovi modi per colpire le proteine coinvolte nelle malattie umane è una priorità per molti ricercatori in tutto il mondo. Tuttavia, scoprire come alterare la funzione di queste proteine può essere difficile, soprattutto nelle cellule vive. Ora, gli scienziati della Scripps Research hanno sviluppato un nuovo metodo per esaminare come le proteine interagiscono con piccole molecole simili a farmaci nelle cellule umane, rivelando informazioni critiche su come potenzialmente colpirle a livello terapeutico.
La strategia, pubblicata su Nature Chemical Biology il 2 gennaio 2024, utilizza una combinazione di chimica e tecniche analitiche per rivelare i luoghi specifici in cui proteine e piccole molecole si legano insieme. In definitiva, questo metodo potrebbe portare allo sviluppo di terapie più mirate ed efficaci.
"La nostra nuova tecnologia potrebbe essere utilizzata per trovare nuovi siti farmacologici sulle proteine per qualsiasi malattia umana, dal cancro al morbo di Alzheimer", afferma il professore associato del Dipartimento di Chimica Christopher Parker, Ph.D., autore senior dello studio. "Non abbiamo limiti su come questo potrebbe essere utilizzato. Il nostro lavoro ha il potenziale per inaugurare un modo completamente nuovo di scoprire farmaci."
Il laboratorio Parker mira a scoprire come funzionano le proteine in ogni tipo di cellula umana per sviluppare terapie efficaci per un’ampia gamma di malattie umane. In questo studio, Parker e il suo team si sono basati sul lavoro iniziale svolto nel laboratorio del professore di Scripps Research Benjamin Cravatt per creare un nuovo metodo per esaminare come le proteine interagiscono con le piccole molecole nelle cellule viventi.
Hanno sviluppato una strategia analitica per comprendere meglio il modo in cui queste proteine interagiscono con le piccole molecole con una risoluzione molto più elevata che mai. Per fare ciò, hanno utilizzato sonde chimiche chiamate sonde di fotoaffinità, che sono molecole che possono essere attivate dalla luce per consentire alle sonde di catturare una proteina legata.
Raccogliendo dati dalle interazioni delle proteine con sonde di fotoaffinità, il team Parker ha identificato posizioni sulle proteine in cui piccole molecole potrebbero connettersi e legarsi. In sostanza, il team ha trovato oltre un migliaio di nuovi lucchetti (siti di legame sulle proteine) e chiavi corrispondenti (piccole molecole), la stragrande maggioranza dei quali erano nuovi punti di legame di piccole molecole che non erano stati segnalati prima. Inoltre, hanno scoperto nuove funzionalità dei siti di associazione, come nuove forme.
"L'identificazione di questi specifici siti di legame aiuterà gli scienziati a progettare nuove molecole che si adattano ancora meglio a queste tasche, portando potenzialmente a terapie più efficaci", afferma Jacob M. Wozniak, co-primo autore ed ex ricercatore post-dottorato nel laboratorio Parker. L'altro co-primo autore dell'articolo è stato Weichao Li, Ph.D., anch'egli ricercatore associato nel laboratorio Parker.
Utilizzando la ricchezza di dati di questo studio e collaborando con il coautore Stefano Forli, Ph.D., professore associato presso il Dipartimento di Biologia Strutturale e Computazionale Integrativa, gli autori hanno quindi modellato il modo in cui alcune molecole potrebbero legarsi a queste proteine. Questa libreria di informazioni potrebbe essere utilizzata per progettare terapie che interagiscono con le proteine in modo più mirato.
"Il nostro nuovo processo rivela ulteriori opportunità di intervento terapeutico e di scoperta nelle cellule umane", afferma Parker. "Successivamente, prevediamo di utilizzare questa tecnologia per colpire le proteine rilevanti per le malattie autoimmuni e il cancro."
Ulteriori informazioni: Jacob M. Wozniak et al, Mappatura migliorata dei siti di legame di piccole molecole nelle cellule, Nature Chemical Biology (2024). DOI:10.1038/s41589-023-01514-z
Informazioni sul giornale: Natura Biologia Chimica
Fornito da The Scripps Research Institute
