Ускорение открытия лекарств: биоинженеры изобретают новый метод

Из миллионов белков 500 в семействе киназ особенно важны для открытия лекарств. Киназы являются посланниками: они передают сигналы, которые регулируют и координируют действия других белков. Правильная активность киназы поддерживает здоровье. Нерегулярная активность связана с раком и другими заболеваниями.

По этой причине многие лекарства стремятся либо повысить, либо подавить активность киназы.Теперь биоинженеры из Стэнфорда изобрели способ наблюдать и сообщать о поведении этих сигнальных белков, когда они выполняют свою важную работу внутри живых клеток.«Мы смогли наблюдать несколько киназ, функционирующих в живых клетках, чего еще никто не видел», — сказал Маркус Коверт, доцент кафедры биоинженерии в Стэнфорде и ведущий автор статьи, опубликованной сегодня (19 июня) в Журнал Cell.«Рак может возникнуть, когда киназа неправильно приказывает клетке« расти, расти, расти », — отмечает Коверт. «Обратное также может быть правдой, если клетка достигает того, что должно быть концом своей нормальной продолжительности жизни, но киназа никогда не говорит« умри, умри, умри »».

Используя новую технику, исследователи могли наблюдать и сравнивать активность киназ в здоровых и больных клетках, а затем вводить экспериментальное лекарство, чтобы увидеть, как предлагаемое лекарство влияет на живую клетку.До этого исследователям приходилось измельчать образец клеток, извлекать соответствующую киназу и измерять ее уровни.

Если бы они разработали лекарство для лечения этого состояния, им пришлось бы ввести экспериментальное лекарство в другую культуру клеток, затем измельчить этот образец и отсеять данные об активности киназы.Новый Стэнфордский метод позволяет исследователям считывать активность нескольких живых клеток и, если они вводят экспериментальное лекарство, наблюдать любые изменения, которые приводят к тому же образцу клеток.Covert считает, что этот процесс ускорит разработку новых лекарств, нацеленных на рак и другие состояния, связанные с нарушениями киназ. Сегодня на рынке или в разработке находится более двух десятков таких лекарств от таких компаний, как Genentech, Amgen, Novartis, Roche и Takeda (см.

Список).Создание самонаводящегося радиомаяка

Серджи Регот, научный сотрудник лаборатории Коверта, потратил больше года на разработку и усовершенствование процесса, который он описал как первый автор статьи о Cell.Все начинается с концептуального понимания того, как белки-мессенджеры киназ передают сигналы.Белковая сигнализация — это сложный каскад физических событий внутри клетки. Сам белок представляет собой длинную цепочку атомов.

Различные группы атомов в цепочке выполняют разные функции. Некоторые атомы служат антенной или приемником, который направляет киназу в определенное место.

По прибытии в пункт назначения киназа передает свое сообщение, инструктируя белок сделать что-то внутри клетки.Таким образом, киназа по существу состоит из двух частей: одна часть находит адрес внутри ячейки, а другая часть доставляет сообщение.

Чтобы отслеживать активность этой сигнальной системы в живых клетках, Рего придумал идею создания поддельного места назначения для киназы. Он назвал эту приманку репортером о транслокации киназ (KTR). Он пометил KTR флуоресцентным белком, чтобы он мог отслеживать их местоположение внутри клетки с помощью специальных инструментов микроскопии. Он добавил еще один важный элемент в KTR: молекулярный переключатель, который указывал, активна или неактивна киназа.

«Все это было легче придумать, чем осуществить, но в конце концов мы это сделали», — сказал Рего.Отслеживая интенсивность флуоресцентных KTRs, биоинженеры могли определить, активна или неактивна киназа.

Киназы — важные регуляторы клеточной активности. Стэнфордский метод позволяет исследователям увидеть, как определенные уровни активности киназ либо способствуют здоровью, либо вызывают заболевание внутри живой клетки.Команда Covert более года работала над техникой.

На данный момент они успешно применили подход KTR к пяти киназам и считают, что технология KTR может быть распространена на другие киназы, чтобы сделать ее широко доступным и полезным инструментом в открытии лекарств.«Представьте, что вы хотите открыть для себя новое лекарство», — сказал Коверт. «Вы можете добавить KTRs в культуру клеток и наблюдать активность киназы в различных условиях».

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *