University of Dundee forskare har visat att det är möjligt att snabbt rikta in sig på och förstöra specifika proteiner i celler, öka möjligheten att utveckla nya sätt att inrikta sig på "odugliga" proteiner i sjukdomar.

Proteiner, känd som livets byggstenar, är avgörande för vår existens och finns i varje cell på jorden. De finns i en mängd olika former och utför ett brett utbud av funktioner, inklusive försvar mot sjukdomar. I de allra flesta mänskliga sjukdomar, amplifiering eller genetiska mutationer förändrar proteinfunktionen i cellerna och det är detta som orsakar den skada som sjukdomar orsakar på kroppen. Man tror att endast en liten procentandel av proteiner kan inriktas på hämning med konventionella läkemedelsmetoder, medan resten av proteinerna kallas odugliga. Att kunna bryta ned dessa proteiner inuti cellerna erbjuder en unik möjlighet till terapeutisk intervention.

Nu är Dundee -teamet, ledd av Dr Gopal Sapkota från University's School of Life Sciences, har konstruerat ett Affinity-riktat PROtein Missile (AdPROM) -system som möjliggör effektiv och snabb nedbrytning av specifika målproteiner i celler. Systemet använder små affinitetssonder, kallad nanokroppar eller monokroppar, som binder och rekryterar specifika målproteiner till det cellulära proteinnedbrytningsmaskineriet.

"För första gången har vi visat att det är möjligt att rikta in sig på endogena proteiner för fullständig nedbrytning med AdPROM, ", sade Dr Sapkota. "Detta är oerhört spännande och har långtgående tillämpningar och implikationer för både forskning och läkemedelsupptäckt. Att selektivt kunna bryta ned målproteiner i celler snabbt är önskvärt inom forskning och terapi.

"Snabb nedbrytning av målprotein gör det möjligt för forskare att bedöma effekten av deras förlust på cellulära svar och eventuella vändningar av sjukdomstillstånd. Effektiviteten, AdPROMs mångsidighet och enkelhet gör det möjligt för forskare att snabbt testa om nedbrytningen av specifikt målprotein erbjuder en livskraftig terapeutisk möjlighet. På det här sättet, beslut om utveckling av små molekylläkemedel som inducerar nedbrytning av specifika målproteiner kan fattas. "

Avlägsnande av överskott eller felaktigt fungerande proteiner från sjuka celler och vävnader med AdPROM kan vara möjligt. Dock, användningen av denna teknik på människor är fortfarande utmanande och en bit bort men Dr Sapkota tror att vetenskaplig utveckling inom genleveranstekniker kan erbjuda ett realistiskt hopp om framtida behandlingar.

"AdPROM-tekniken är ganska enkel att montera och mångsidig för användning i vilken cell som helst, "sa Dr Sapkota." I grunden det kräver en affinitetsprob som selektivt känner igen det valda endogena målproteinet. Med snabba framsteg inom teknik, det kommer inte att dröja alltför länge innan vi har tillgång till affinitetsprober mot i stort sett alla målproteiner.

"Detta är teknik som vi förhoppningsvis kan använda för att påskynda och prioritera läkemedelsupptäckt. Att få en enda molekyl utvecklad mot ett målprotein kostar mycket pengar och resurser så det är omöjligt att göra detta för varje protein. AdPROM låter oss manipulera proteiner, studera deras individuella funktioner och ta reda på vad som händer när de förstörs. Det kommer att tillåta oss att förfina listan över mål mycket, väldigt snabbt. Verkligen, vi samarbetar redan med stora läkemedelsföretag för att effektivisera läkemedelsmål med AdPROM."

Professor Dario Alessi, chefen för universitetets MRC proteinfosforyleringsenhet, där forskningen utfördes, sa, "Det här är mycket spännande ny teknik som kommer att göra det möjligt för forskare att bättre förstå proteiners biologiska roll i celler. Den har stor potential att göra det möjligt för forskare att testa idéer för att generera förbättrade läkemedel."

Tidningen publiceras idag i tidskriften Öppen biologi .