Antonella Di Pizio och Maik Behrens från Leibniz-institutet för livsmedelssystembiologi vid Münchens tekniska universitet, tillsammans med sina samarbetspartners, har utvecklat högeffektiva aktivatorer för den bittra receptorn TAS2R14 i ett tysk-israeliskt forskningsprojekt. De nya substanserna används för att undersöka receptorns ännu okända fysiologiska funktioner, till exempel, i det mänskliga immunsystemet.

Teamet av forskare publicerade sina resultat i tidskriften Cellulära och molekylära livsvetenskaper.

Bitter (smak)receptor med hälsoeffekt?

Det har bara varit känt i cirka 15 år att människor upptäcker bitterhet med hjälp av 25 olika receptorvarianter. TAS2R14 är en av dessa. Dock, till skillnad från de flesta andra bittra receptorer, den upptäcker ett brett spektrum av bitterämnen. Förutom sekundära växtämnen, som koffein, dess aktivatorer inkluderar också mediciner. Dock, den bittra receptorn är inte bara relevant för smakuppfattningen. Nya fynd tyder på att det ger andra fysiologiska funktioner som är viktiga för vår hälsa. Det finns på lung- och testikelceller och spelar en roll i det medfödda immunsvaret.

Gammal läkemedelssubstans som grund för modern läkemedelsdesign

För att specifikt undersöka de mångfaldiga funktionerna hos TAS2R14 i olika organ och vävnader, bland annat, mycket effektiva (potenta) aktivatorer av receptorn är nödvändiga. Med hjälp av en strukturbaserad datorstödd modelleringsmetod, det tysk-israeliska teamet av forskare har nu för första gången lyckats syntetisera tre sådana mycket potenta ämnen. Den ursprungliga substansen för läkemedelsdesignen var läkemedlet flufenaminsyra. Den välkända aktiva ingrediensen är ett av de icke-steroida antiinflammatoriska läkemedlen och finns i muskel- och ledsalvor. Det har en antiinflammatorisk och smärtstillande effekt, genom att det blockerar enzymer som främjar frisättningen av prostaglandiner.

"Vi valde denna aktiva ingrediens som grund för våra undersökningar eftersom den stimulerar receptorn även i de minsta koncentrationerna. Det betyder att ungefär åtta miljondelar av ett gram av ämnet per liter redan räcker för detta ändamål. " förklarar bioinformatiker och huvudförfattare, Antonella Di Pizio. De nya derivaten är extremt potenta aktivatorer, effektivare än det kända läkemedlet, och i framtiden kommer de att användas som verktyg i funktionsstudier.

Ett nytt forskningsområde "pharmaconutrition" med ett systembiologiskt tillvägagångssätt

"På grund av de många nya rönen, vi betraktar inte längre bittra ämnen uteslutande som rena smakämnen, men också som medicinskt effektiva näringskomponenter, säger molekylärbiolog Maik Behrens. Likaså, idag får bittra receptorer inte längre ses som bara sensorer som varnar oss för potentiellt giftiga ämnen innan de sväljs." För att undersöka sambanden mellan bittra ämnen, bittra receptorer och den mänskliga organismen en ny, ett långtgående systembiologiskt tillvägagångssätt krävs, fortsatte biologen. Leibniz-institutet följer detta tillvägagångssätt genom att kombinera grundläggande molekylär forskning med de senaste metoderna inom bioinformatik och högkapacitetsteknologier.