Forskere opfinder metode til at frigøre potentialet for meget brugt medicin

Sukkerarter som polysaccharider findes overalt i naturen og menes at være afgørende for, at der opstår liv. Hos mennesker, de dækker overfladen af ​​alle celler og familien af ​​polysaccharider kaldet GAG'er (glycosaminoglycaner) er særlig rigelige og vanskelige at analysere.

GAG'er af heparansulfat -typen spiller nøgleroller i reguleringen af ​​mange biologiske funktioner, herunder betændelse, neurodegeneration og tumormetastase. Faktisk, en særlig type heparansulfat kaldet heparin er i øjeblikket et af de mest anvendte lægemidler i klinikken, hvor det bruges til at forhindre koagulation. Forskere forsøger derfor intensivt at kortlægge de detaljerede strukturer af heparansulfater og knytte dem til deres biologiske funktioner.

Indtil nu, kun få strukturer er blevet identificeret med succes, men det kan være ved at ændre sig. I en ny undersøgelse i Naturkommunikation fra National Research Foundation Center for Glycomics ved Institut for Cellulær og Molekylær Medicin, Københavns Universitet, Rebecca Miller og hendes team har opfundet en ny metode, der vil øge kortlægningen af ​​disse strukturer.

"Bestemmelse af strukturerne er et centralt spørgsmål i forskningen om sukker. Hvis vi kender strukturen, vi kan bestemme, hvad tegnene er til specifikke biologiske funktioner og overveje potentielle måder at udnytte dette i udviklingen af ​​terapeutiske midler. Dette er enormt vigtigt og klinisk relevant, som vist af de meget anvendte antikoagulerende hepariner, og den potentielle anvendelse af nye heparinbaserede lægemidler til flere sygdomme i fremtiden, "siger Dr. Rebecca Louise Miller, tilsvarende forfatter til det nye studie og adjunkt ved Københavns Center for Glycomics.

En ny teknologi og ny EU -finansiering

Forskernes nye metode kaldes 'Shotgun ion mobility mass spectrometry sequencing' eller SIMMS2. Teknikken bygger på avanceret massespektrometri for at bryde sukkerstrukturerne i mindre fragmenter, adskille dem, og fingeraftryk dem sammenlignet med kendte standarder. Virtuel genmontering af sukkerstykkerne til et billede af det originale sukker som et stort puslespil-kun uendeligt mere kompliceret-kan for første gang bestemme større sekvenser af polysaccharider, der er store nok til at fange de signaler, der direkte fungerer som antikoagulation.

"Instrumenteringen bag denne nye metode blev opfundet af virksomheden Waters Ltd i 2006 og er tilgængelig for mange farmaceutiske virksomheder og forskere. Det betyder, at metoden let kunne implementeres og bruges i vid udstrækning til opdagelse af lægemidler af mange forskergrupper i en kort periode på tid, "siger professor Jeremy Turnbull, University of Liverpool og Copenhagen Center for Glycomics, medforfatter på undersøgelsen.

GAG-teamet ved Copenhagen Center for Glycomics rapporterede for nylig om den første cellebaserede metode (GAGOme) til at producere alle varianter af GAG'er til opdagelse af funktioner og udvikling af terapeutiske midler (Chen et al, Naturmetoder 2018), og dette vil blive kombineret med den nye metode til sekventering af GAG -strukturer. Håbet er at følge op på mange lovende terapeutiske virkninger af hepariner ved kræft og neurogenerative sygdomme og banebrydende ny anvendelse af GAG'er i medicin.

For at fortsætte udviklingen af ​​SIMMS -metoden og banebrydende ny brug af GAG'er i medicin, Miller og Turnbull blev for nylig tildelt et EU -tilskud til en værdi af 3,8 mio. EUR til et konsortium, der også omfatter forskere fra Freie Universität Berlin, University of Utrecht, University of Liverpool og Karolinska Institutet i Stockholm. De vil også anvende metoden til at forstå heparansulfats strukturelle tegn, der regulerer stamceller til at generere specialiserede neuroner til behandling af Parkinsons sygdom.