I ricercatori stanno usando cellule simili a zombi che si comportano normalmente all'esterno, ma sono pieni di particelle magnetiche all'interno, per schermare potenziali farmaci da prodotti naturali.

Scoperto all'Università dell'Alabama, il metodo potrebbe accelerare un compito laborioso che rallenta la scoperta di farmaci, secondo i risultati in un articolo pubblicato sulla rivista Nanoscala .

Il metodo utilizza nanoparticelle magnetiche rivestite con una membrana cellulare biologica come esca per pescare composti farmacologicamente attivi da piante e altri organismi naturali come i funghi. Ordina rapidamente tra centinaia, forse migliaia, di composti presenti in un prodotto naturale in pochi giorni, un processo che può richiedere settimane o mesi utilizzando i metodi di screening tradizionali.

Il lavoro è stato svolto nei laboratori del Dr. Lukasz M. Ciesla, assistente professore di scienze biologiche dell'UA, e il dottor Yuping Bao, Professore associato UA di ingegneria chimica e biologica. L'autore principale è la dottoressa Jennifer Sherwood, un ex ricercatore nel laboratorio di Bao che ha conseguito il dottorato presso l'UA nel 2018.

"Questo risolve uno dei principali problemi e colli di bottiglia nella scoperta di farmaci da prodotti naturali, " Ha detto Ciesla. "Si accelera notevolmente il processo di identificazione di nuovi lead di droga".

Circa il 70% dei farmaci approvati dalla Food and Drug Administration federale è stato identificato per la prima volta in natura, ma estrarre possibili composti chimici dall'abbondanza di piante richiede tempo.

La ricerca farmaceutica si è rivolta principalmente a librerie di composti chimici sintetizzati sintonizzati per uno scopo specifico. Però, la natura è più varia nei composti che crea, e le piante producono composti progettati per una risposta biologica. Gli stessi percorsi che una sostanza chimica usa per allontanare un insetto, Per esempio, possono interagire con gli esseri umani.

"Le piante producono sostanze chimiche con strutture che non possiamo assolutamente immaginare, " ha detto Ciesla.

Campioni naturali, anche se, sono complessi. Un estratto di una pianta produce decine di composti chimici, e trovarne uno che mostra la promessa farmacologica viene fatto isolandoli e esaminandoli individualmente.

Il nuovo metodo utilizza solventi ionici per risucchiare le viscere di una cellula e avvolgere il guscio della cellula attorno alle nanoparticelle di ossido di ferro. Sono inseriti in un estratto vegetale.

L'incapsulamento delle sfere magnetiche di ossido di ferro con una membrana cellulare mantiene la funzione delle proteine ​​transmembrana che fungono da recettori per i composti attivi, che si legano alle nanoparticelle rivestite.

Come uno zombie che si muove nonostante sia morto, la cellula non è più una cellula umana attiva, eppure la sua membrana continua a funzionare. Questo vantaggio lo differenzia dai metodi computazionali che simulano l'interazione chimica in uno, stato statico, ha detto Ciesla.

"Abbiamo il recettore nel suo ambiente naturale che si comporta come normalmente si comporta in una cellula, " Egli ha detto.

Se c'è un composto nell'estratto naturale che può interagire con il recettore, si attaccheranno alla superficie delle nanoparticelle. Un magnete può essere utilizzato per separare le nanoparticelle dall'estratto, e i solventi possono staccarli, ottenendo i possibili composti farmacologicamente attivi.

Il team UA ha utilizzato membrane cellulari con recettori nicotinici come rivestimento, ma qualsiasi recettore transmembrana potrebbe essere usato come modo per cercare composti, ha detto Ciesla.

"La cosa bella di questo progetto è che non è limitato, " Disse Bao. "Tutto quello che devi fare è cambiare il tipo di cellulare, e puoi pescare un diverso tipo di candidato alla droga."

Ciesla sottolinea che questo metodo è solo un primo passo nel lungo processo di creazione di farmaci per curare una malattia, ma mostra la promessa nell'aiutare a trovare usi medicinali da prodotti naturali.