Ny indsigt i cellemembraner kan forbedre lægemiddeltestning og design

Forskning ved University of Arkansas i membranproteiner kan føre til bedre udvikling og test af lægemidler. Kemiforskere studerede en type membranprotein, der udstøder medicin fra en celle, bidrager til lægemiddelresistens. De fandt ud af, at cellemembranens lipidsammensætning har en effekt på disse proteiners adfærd, hvilket bør tages i betragtning, når man tester lægemidler, der er målrettet mod membranproteiner. Deres resultater er tilgængelige åbent i tidsskriftet ACS Central Science .

Resistens mod lægemidler, herunder bakteriel resistens over for antibiotika og kræftcellers resistens over for kemoterapi, er en væsentlig udfordring for lægemiddeludviklere.

"Næsten to tredjedele af alle lægemidler er målrettet mod membranproteiner, " forklarede Mahmoud Moradi, adjunkt i kemi og biokemi. "Denne forskning ser på, hvordan membranproteiner interagerer med miljøet. Hvis du ignorerer det faktum, at disse proteiner er afhængige af deres miljø, du kan ende med de forkerte stoffer. "

Moradi og kolleger studerede en type membranprotein kaldet multi-drug ABC-eksportører. Disse proteiner transporterer stoffer, såsom stoffer, fra indersiden til ydersiden af ​​celler, og de er ansvarlige for både antibiotikaresistens i bakterier og kemoterapiresistens i pattedyrsceller.

Brug af specialdesignede supercomputere støttet af National Science Foundation og National Institutes of Health, forskerne udførte molekylære simuleringer for at undersøge, hvordan lipidsammensætningen af ​​en celles membran påvirker disse proteiner.

De fandt ud af, at disse proteiner forblev inaktive og ikke udviste lægemidler i cellemembraner med en type lipidsammensætning, kaldet fosfocholin, eller pc. Imidlertid, de samme proteiner blev aktive i celler med en anden lipidsammensætning, kaldet phosphoethanolamin, eller PE, tillader dem at frigive medicin og gøre cellen resistent. Blandt cellemembranerne, der består af PE-lipider, dem, der indeholder en bestemt lipidtype, kaldet POPE, viste sig at være mest effektive til at aktivere disse proteiner og dermed mest modtagelige for lægemiddelresistens. At tage disse oplysninger om lipidmiljøet i betragtning kan hjælpe forskere med at udvikle og teste antibiotika og kræftbehandlinger mere effektivt.