Forskere foreslår en ny strategi til at regulere cellekommunikationsnetværket

En undersøgelse udført af forskere ved Institute for Advanced Chemistry of Catalonia (IQAC-CSIC) fra det spanske nationale forskningsråd (CSIC) i samarbejde med Stony Brook University (US) foreslår en ny strategi for udvikling af nye lægemidler baseret på hæmningen af tyrosinkinase enzymer, molekyler, der aktiverer og udløser mange cellulære processer. Resultaterne er blevet offentliggjort i Kemi - Et europæisk tidsskrift .

Den nye tilgang er baseret på reguleringen af ​​signalkaskaden af ​​tyrosinkinaser, og kunne føre til udvikling af forbedrede og mere selektive værktøjer til forskning, diagnosticering eller behandling af nogle sygdomme.

Tyrosinkinaser er et sæt enzymer, der er afgørende for kommunikationen mellem cellerne i vores krop, som udløser biokemiske reaktioner, der er vigtige for livet. "Dysfunktionen af ​​disse enzymer er relateret til alvorlige sygdomme som diabetes, nogle neurologiske lidelser og mange former for kræft, " forklarer Ignacio Alfonso, en forsker ved IQAC-CSIC.

Tyrosinkinaser aktiverer forskellige signalveje

Cellesignalering er den proces, hvorved celler kommunikerer. I cellen er der mange typer receptorer eller specifikke proteiner, som genkender de proteiner, som kroppen syntetiserer og får cellen til at reagere på dem. En af de vigtigste er tyrosinkinaser.

"Celler modtager signaler fra omgivelserne, når et molekyle (et hormon, for eksempel) binder til en af ​​disse receptorer. Receptoren genkender molekylet og udløser en række kemiske reaktioner, " forklarer Alfonso. Dette tillader celler at arbejde for at kontrollere kroppens vitale funktioner, såsom cellemultiplikation eller ødelæggelse. Hver proces har sin egen signalvej. Efter det første molekyle i signalvejen modtager signalet, et andet molekyle aktiveres, så en og en til, og så videre gennem signalkaskaden, indtil cellulær funktion er opfyldt. "Den unormale aktivering af signalveje kan føre til sygdomme, såsom kræft, " siger forskeren.

Kinaser er en familie af molekyler, der aktiverer mange forskellige signalveje, hvilket indebærer, at de selv deltager i alle disse processer. "Når du vil undgå nogen af ​​disse processer, en forskningsstrategi er at hæmme kinaser, blokerer dem med syntetiske molekyler. Men denne strategi er ikke særlig selektiv, da andre vigtige veje kan være hæmmende, " advarer Alfonso. Faktisk, ligheden mellem kinaser og deres funktionelle alsidighed (den samme kinase virker på forskellige molekyler og er involveret i forskellige processer) har gjort det vanskeligt at designe specifikke inhibitorer til at modulere patologiske situationer eller dissekere forskellige funktioner i grundforskning.

Mål:Det sted, hvor kinaser virker

Det er her, dette arbejde foreslår en alternativ strategi:Ikke at hæmme kinaserne, men at dække og blokere de molekyler, som kinaserne virker på. Værktøjet til dette ville være kunstige syntetiske receptorer, det er, syntetiske molekyler, der ville beskytte stedet, hvor kinaserne udøver deres handling. "Vores gruppe har designet molekyler, der interagerer med kinasens substrater, og ikke med kinasen, " forklarer Alfonso. "Vi har forberedt kunstige molekylære 'bure, ' består af pseudopeptider, der er i stand til at modulere aktiviteten af ​​disse enzymer, " præciserer forskeren.

"Denne komplementære tilgang baner vejen for selektiv modulering af en individuel kinase-stimuleret signalvej, uden at forstyrre andre funktioner af kinasen, " forklarer Todd Miller fra Stony Brook University. "Denne teknologi ville gøre det muligt for efterforskere at dissekere bidragene fra specifikke signalveje i cellulær funktion."

På trods af at være en proof-of-concept undersøgelse, resultaterne af denne undersøgelse kunne føre til mere selektive modulatorer/hæmmere af disse kinaser, der ville blive brugt som forskningsværktøjer til den fulde forståelse af dette komplekse kommunikationsnetværk. "Denne tilgang genererer grundlæggende viden, som kunne være afgørende for bedre at forstå vigtige biologiske funktioner og oprindelsen af ​​mange sygdomme, " slutter Dr. Alfonso.