Design af lægemidler rettet mod en anden del af livets kode

De fleste lægemidler virker ved at pille ved proteiners adfærd. Som blandede kolleger, disse molekyler er designet til at hænge fast på deres målproteiner og forhindre dem i at gøre, hvad de skal gøre.

Hvis et protein er ansvarlig for at fremskynde en reaktion, stoffet hjælper med at bremse reaktionen. Hvis et protein tjener som portvagt til en celle, regulere, hvad der kommer ind, og hvad der bliver ude, et lægemiddel ændrer, hvor mange molekyler det slipper igennem.

Men proteiner er ikke de eneste, der gør og ryster i vores kroppe. Forskere finder ud af, at RNA-strenge - primært kendt for deres rolle i at overføre genetisk information fra kernebundet DNA til cellens proteinfremstillingsmaskineri - også kan spille en stor rolle i reguleringen af ​​sygdom.

"Der har været, hvad nogle mennesker kalder en RNA-revolution, " sagde Amanda Hargrove, adjunkt i kemi ved Duke. "I nogle sygdomme, ikke-kodende RNA'er, eller RNA'er, der ikke bliver til protein, synes at være de bedste forudsigere for sygdom, og endda at køre sygdommen."

Hargrove og hendes team hos Duke arbejder på at designe nye typer lægemidler, der er målrettet mod RNA frem for proteiner. RNA-målrettede lægemiddelmolekyler har potentiel hjælp til at behandle sygdomme som prostatacancer og HIV, men at finde dem er ingen let opgave. De fleste lægemidler er designet til at interferere med proteiner, og har bare ikke den samme effekt på RNA.

En del af problemet er, at RNA og proteiner har mange grundlæggende forskelle, sagde Hargrove. Mens proteiner er lavet af strenge af tyve aminosyrer, der kan sno sig i utallige forskellige former, RNA er lavet af strenge af kun fire baser - adenin, guanin, cytosin og uracil.

"Folk har screenet medicin for forskellige slags RNA i et stykke tid, og historisk set ikke har haft megen succes, " sagde Hargrove. "Dette stillede spørgsmålet, da RNA har så kemisk forskellige egenskaber end proteiner, er der noget anderledes ved de små molekyler, vi har brug for for at målrette RNA?"

At finde ud af, kandidatstuderende Brittany Morgan og forskningsmedarbejder Jordan Forte finkæmmede den videnskabelige litteratur for at identificere 104 små molekyler, der er kendt for at interagere med specifikke typer RNA. De analyserede derefter 20 forskellige egenskaber ved disse molekyler, og sammenlignede deres egenskaber med egenskaberne for samlinger af lægemiddelmolekyler, der vides at interagere med proteiner.

Holdet fandt betydelige forskelle i form, atomsammensætning, og ladning mellem de RNA-aktive molekyler og de proteinaktive molekyler. De planlægger at bruge resultaterne til at kompilere en samling af molekyler, kaldet et bibliotek, der er udvalgt til bedre at "tale sproget" af de RNA-aktive molekyler. De håber, at denne samling af molekyler vil være mere tilbøjelige til at interagere med RNA på terapeutisk gavnlige måder.

"Vi fandt ud af, at der er forskelle mellem de RNA-målrettede molekyler og de protein-målrettede lægemidler, og nogle af dem er ret slående, " sagde Hargrove. "Det betyder, at vi kunne begynde at berige vores screeningsbiblioteker med disse typer molekyler, og laver disse typer molekyler, at have bedre held med at målrette RNA."