Som människor i ett stort företag, proteiner i celler interagerar ständigt med varandra för att utföra olika jobb. Att utveckla nya sjukdomsterapier, forskare försöker kontrollera dessa interaktioner med småmolekylära läkemedel som får specifika proteiner att associera mer eller mindre med sina "kollegor". Nu, forskare som rapporterar i ACS tidskrift Analytisk kemi har utvecklat en metod för att visualisera om läkemedel reglerar protein-proteininteraktioner inuti celler.

Förmågan att kontrollera interaktioner mellan proteiner kan vara ett kraftfullt verktyg för att behandla sjukdomar. Till exempel, ett läkemedel med små molekyler som kallas lenalidomid används för att behandla multipelt myelom. Det binder samtidigt till två proteiner - cereblon och Ikaros - som normalt inte skulle interagera, föra dem samman för att störa cancercellernas funktion. Forskare har utvecklat flera fluorescensbaserade analyser för att studera sådan aktivitet, men de förlitar sig ofta på små förändringar i fluorescens som kan vara svåra att upptäcka i levande celler. Xiaokun Shu och kollegor undrade om de kunde ta fram en ny metod som skulle ge en stark, lätt observerbar fluorescerande signal när små molekyler får proteiner att interagera i celler.

För att utveckla sin analys, forskarna använde de kända interaktionerna mellan lenalidomid, cereblon och Ikaros. De genetiskt modifierade mänskliga celler för att producera cereblon och Ikaros, var och en med ett bifogat grönt fluorescerande protein (GFP). De lade också till sekvenser till proteinerna som skulle få fyra eller sex kopior av varje protein att associera ihop. Den här vägen, när cereblon och Ikaros interagerade med varandra, GFP-signalen skulle förstärkas kraftigt. I frånvaro av lenalidomid, cellerna visade en svimning, diffus grön fluorescens. Dock, när teamet tillsatte lenalidomid till cellerna, tusentals GFP-innehållande proteiner smälte samman till högkoncentrerade ljusgröna droppar. Och genom att justera systemet, forskarna kunde upptäcka när en liten molekyl störde interaktionen mellan två andra proteiner genom att observera försvinnandet av intensiva fluorescerande fläckar. Förmågan att lätt upptäcka dessa interaktioner i celler kan underlätta läkemedelsscreening, säger forskarna.