Ricercatori presso la Chalmers University of Technology, Svezia, hanno sviluppato un metodo unico per studiare le proteine ​​che potrebbe aprire nuove porte alla ricerca medica. Attraverso la cattura di proteine ​​in una nano-capsula di vetro, i ricercatori sono stati in grado di creare un modello unico di proteine ​​in ambienti naturali. I risultati sono pubblicati sulla rivista scientifica, Piccolo .

Le proteine ​​sono alla ricerca di obiettivi e svolgono molti compiti diversi necessari per la sopravvivenza e le funzioni delle cellule. Questo li rende interessanti per lo sviluppo di nuovi farmaci, in particolare quelle proteine ​​che si trovano nella membrana cellulare, e governano quali molecole possono entrare nella cellula e quali no. Ciò significa che capire come funzionano tali proteine ​​è una sfida importante per sviluppare farmaci più avanzati. Ma non è un'impresa facile:tali proteine ​​sono molto complesse. Oggi vengono utilizzati diversi metodi per l'imaging di proteine, ma nessun metodo offre una soluzione completa alla sfida di studiare le singole proteine ​​di membrana nel loro ambiente naturale.

Un gruppo di ricerca della Chalmers University of Technology, sotto la guida di Martin Andersson presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica, ha ora utilizzato con successo la tomografia a sonda atomica per l'immagine e lo studio delle proteine. La tomografia a sonda atomica esiste da un po', ma non è stato precedentemente utilizzato in questo modo, ma invece per studiare metalli e altri materiali duri.

"È stato in connessione con uno studio sulle superfici di contatto tra lo scheletro e gli impianti quando abbiamo scoperto che potevamo distinguere i materiali organici nell'osso con questa tecnica. Questo ci ha dato l'idea di sviluppare ulteriormente il metodo per le proteine, "dice Martin Anderson.

La sfida consisteva nello sviluppo di un metodo per mantenere intatte le proteine ​​nel loro ambiente naturale. I ricercatori hanno ottenuto questo risultato incapsulando la proteina in un pezzo di vetro estremamente sottile, solo circa 50 nanometri di diametro (un nanometro è 1 milionesimo di millimetro). Hanno quindi tagliato lo strato più esterno del vetro usando un campo elettrico, liberando la proteina atomo per atomo. La proteina potrebbe quindi essere ricreata in 3-D su un computer.

I risultati dello studio sono stati verificati attraverso il confronto con modelli tridimensionali esistenti di proteine ​​note. Nel futuro, i ricercatori affineranno il metodo per migliorare la velocità e la precisione.

Il metodo è innovativo in diversi modi. Oltre a modellare la struttura tridimensionale, rivela contemporaneamente la composizione chimica delle proteine.

"Il nostro metodo offre molte buone soluzioni e può essere un forte complemento ai metodi esistenti. Sarà possibile studiare come si costruiscono le proteine ​​a livello atomico, "dice Anderson.

Con questo metodo, potenzialmente tutte le proteine ​​possono essere studiate, qualcosa che attualmente non è possibile. Oggi, solo l'1% circa delle proteine ​​di membrana è stato analizzato strutturalmente con successo.

"Con questo metodo, possiamo studiare singole proteine, a differenza dei metodi attuali che studiano un gran numero di proteine ​​e quindi creano un valore medio, "dice Gustav Sundell, un ricercatore nel gruppo di ricerca di Andersson.

Con la tomografia a sonda atomica, si possono anche ricavare informazioni sulla massa di un atomo.

"Poiché raccogliamo informazioni sulle masse degli atomi nel nostro metodo, significa che possiamo misurare il peso. Possiamo allora, Per esempio, creare test in cui le molecole medicinali sono combinate con diversi isotopi, dando loro masse diverse, il che le rende distinguibili in uno studio. Dovrebbe contribuire ad accelerare i processi di costruzione e sperimentazione di nuovi farmaci, "dice Mats Hulander, un ricercatore nel gruppo di Andersson.