Forskere bruger hele levende celler som skabeloner til at søge efter bioaktive molekyler

En undersøgelse udført af forskere ved Institute for Advanced Chemistry of Catalonia (IQAC) fra det spanske nationale forskningsråd (CSIC) er pionerer i brugen af ​​hele levende celler (humant lungeadenokarcinom) i dynamiske kombinatoriske kemisystemer. Denne forskning, offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition , foreslår en ny metode til at opdage nye bioaktive molekyler i et realistisk biologisk medium. Denne metode kan i fremtiden hjælpe med at udvikle metoder til at differentiere sunde versus kræftceller, eller for at beskytte den ekstracellulære matrix mod patogener.

Denne nye metode er baseret på Dynamic Combinatorial Chemistry (DCC), som kombinerer udvælgelsen i en enkelt proces, identifikation og fremstilling af molekyler til en given anvendelse, fremskynde udviklingen af ​​nye funktionelle forbindelser. Derfor, denne metode har et stort potentiale i den hurtige identifikation af nye molekyler med potentiel biologisk aktivitet. I nærværende arbejde, gruppen ledet af Ignacio Alfonso, fra Institut for Avanceret Kemi i Catalonien, pionerer i brugen af ​​'levende skabeloner' til identifikation og optimering af nye ligander (simple syntetiske molekyler) til biologiske mål.

"I vores undersøgelse har vi arbejdet med kræftceller brugt som 'skabeloner' så molekylet er i stand til at interagere med ydersiden af ​​disse celler (skabeloner), vil øge dens koncentration i forhold til blandingen af ​​molekyler, der integrerer det dynamiske kombinatoriske bibliotek. Den ekstracellulære matrix er tæt forbundet med cellulær kommunikation og signalering, og det er essentielt i processer som cancermetastaser eller cellulær infektion med patogener. Udover, det er den første barriere, som et lægemiddel skal krydse for at trænge ind i vores celler, " forklarer forskeren. "En anden hindring er vanskeligheden ved at designe molekyler i stand til at interagere med den ekstracellulære matrix på grund af dens komplekse struktur. Men resultaterne af vores undersøgelse giver os mulighed for at identificere og kvantificere liganderne til den ekstracellulære matrix direkte ved hjælp af levende celler, som åbner op for flere udviklingsmuligheder inden for dette forskningsfelt."

Det næste trin var at syntetisere det amplificerede molekyle. Senere, interaktionen mellem disse molekyler og den ekstracellulære matrix af de levende celler blev bekræftet ved hjælp af kernemagnetisk resonans. Endelig, efter disse undersøgelser med celler, analyser mellem de identificerede molekyler og chondroitinsulfat, hovedbestanddelen af ​​glycosaminoglycanerne i den ekstracellulære matrix af denne type celler, blev udført. "Vi brugte også simuleringer af molekylær dynamik til at forstå den molekylære genkendelsesproces, der forklarer vores resultater fra et kemisk synspunkt, " forklarer Alfonso.

Metoden anvendt i denne undersøgelse er et fremragende forskningsværktøj med potentielle anvendelser i sygdomskarakterisering og diagnose. "Det kan føre til den hurtigere opdagelse af bioaktive molekyler, da udvælgelsen er foretaget i et medium, der minder mere om det biologiske medium, hvori disse biomolekyler vil virke, " konkluderer forskeren.