Se små molekylers interaktioner inde i celler

Som mennesker i en stor virksomhed, proteiner i celler interagerer konstant med hinanden for at udføre forskellige job. At udvikle nye sygdomsbehandlinger, forskere forsøger at kontrollere disse interaktioner med småmolekylære lægemidler, der får specifikke proteiner til at knytte sig mere eller mindre til deres "kolleger". Nu, forskere, der rapporterer i ACS' tidsskrift Analytisk kemi har udviklet en metode til at visualisere, om lægemidler regulerer protein-protein-interaktioner inde i celler.

Evnen til at kontrollere interaktioner mellem proteiner kunne være et stærkt værktøj til at behandle sygdom. For eksempel, et lægemiddel med små molekyler kaldet lenalidomid bruges til behandling af myelomatose. Det binder sig samtidigt til to proteiner - cereblon og Ikaros - som normalt ikke ville interagere, bringe dem sammen for at forstyrre kræftcellernes funktion. Forskere har udviklet adskillige fluorescensbaserede assays for at studere sådan aktivitet, men de er ofte afhængige af små ændringer i fluorescens, der kan være svære at opdage i levende celler. Xiaokun Shu og kolleger spekulerede på, om de kunne udtænke en ny metode, der ville producere en stærk, let observerbart fluorescerende signal, når små molekyler får proteiner til at interagere i celler.

For at udvikle deres assay, forskerne gjorde brug af de kendte interaktioner mellem lenalidomid, cereblon og Ikaros. De genetisk manipulerede menneskelige celler til at producere cereblon og Ikaros, hver med et vedhæftet grønt fluorescerende protein (GFP). De tilføjede også sekvenser til proteinerne, der ville få fire eller seks kopier af hvert protein til at associere sammen. Denne måde, da cereblon og Ikaros interagerede med hinanden, GFP-signalet ville blive stærkt forstærket. I fravær af lenalidomid, cellerne viste en besvimelse, diffus grøn fluorescens. Imidlertid, når holdet tilføjede lenalidomid til cellerne, tusindvis af GFP-holdige proteiner smeltede sammen til stærkt koncentrerede lyse grønne dråber. Og ved at justere systemet, forskerne kunne opdage, når et lille molekyle forstyrrede interaktionen mellem to andre proteiner ved at observere forsvinden af ​​intense fluorescerende pletter. Evnen til let at opdage disse interaktioner i celler kan hjælpe med lægemiddelscreening, siger forskerne.