Forskare vid National Institute on Drug Abuse (NIDA) Intramural Research Program (IRP) har upptäckt bevis som visar en mer komplex och utarbetad roll för kroppens hårt arbetande G-proteinkopplade receptorer (GPCR) än man tidigare trott, föreslår ett konceptuellt framsteg inom områdena biokemi och farmakologi. Med mer än 800 medlemmar i det mänskliga genomet, GPCR är den största familjen av proteiner som är involverade i avkodning av signaler när de kommer in i cellen och sedan anpassar cellens funktion som svar. NIDA är en del av National Institutes of Health.

Att manipulera hur celler reagerar på signaler är nyckeln till att utveckla nya mediciner. Även om farmakologer har studerat GPCR i många år, det finns fortfarande en debatt om hur de fungerar – är de isolerade enheter som slumpmässigt kolliderar med varandra eller är de avsiktligt kopplade ihop för att ta emot signaler? NIDA-forskarna drar slutsatsen att GPCR är en del av mycket utarbetade förkopplade makromolekylära komplex. Enkelt uttryckt, de fungerar som små datorenheter som optimalt samlar in och bearbetar information som kommer in i cellen, låter cellerna anpassa sig och ändra sin funktion.

"Dessa fynd representerar många år av komplex och mycket nyanserad vetenskap, följer spåret när kemiska signaler färdas genom kroppen på cellnivå, " sa NIDA-direktör Nora D. Volkow, M.D. "Denna anmärkningsvärda upptäckt kommer att öppna nya vägar för läkemedelsutveckling för missbruk, smärta och andra tillstånd, erbjuder mer exakta mål med färre biverkningar."

"Det specifika makromolekylära komplexet som undersöks i denna studie har terapeutiska konsekvenser inte bara för beroende, men också för Parkinsons sjukdom och schizofreni, " sa Dr Sergi Ferré, som ledde teamet av forskare. "Att upptäcka att dessa proteiner interagerar med andra signaler i förformade komplex ger oss mer exakta mål för läkemedelsutveckling."

För att reda ut den komplexa resan av kroppens GPCR, forskare använde biofysiska verktyg, inklusive fluorescerande biosensorer; biokemiska verktyg, såsom cellsignalering i neuronala kulturer; samt beräkningsmodeller.