Kredit:CC0 Public Domain
En ny teknik som kan analysera hur läkemedelsmolekyler binder till proteiner i vävnadsprover skulle kunna erbjuda en förbättrad väg till läkemedelsupptäckt och utveckling.
Forskare vid University of Birmingham utvecklade tekniken i samarbete med det globala bioläkemedelsföretaget AstraZeneca. Den använder masspektrometri, ett analytiskt verktyg som vanligtvis används för att identifiera egenskaperna hos molekyler i ett prov.
En del av de tidiga stadierna av läkemedelsupptäckten äger rum i cellkulturer, kluster av celler som odlas i laboratoriet, utanför sin naturliga miljö. Cellkulturer gör det möjligt att testa effekterna av olika föreningar på specifika biologiska mål involverade i olika sjukdomar. Även om detta tillåter forskare att bedöma hur föreningarna verkar mot målet, fångar det inte de fulla effekterna av den fysiologiska miljön.
Denna nya teknik, beskriven i en artikel publicerad i Angewandte Chemie , gör det möjligt för forskare att använda riktiga vävnadsprover för att bedöma vilka proteiner läkemedlet kommer att binda till i kroppen och därför hur effektivt det sannolikt är mot målet.
Att kunna lokalisera interaktionen mellan läkemedlet och proteinet kan ge värdefull insikt för att vägleda läkemedelsupptäckten.
Ledande forskare professor Helen Cooper säger att "vanligtvis i ett tidigt skede av läkemedelsupptäckt görs mätningar utanför den fysiologiska miljön, så när forskare går över till att testa läkemedel i vävnad kan de misslyckas eftersom de har interaktioner som inte var förväntade."
"Att identifiera läkemedelsproteininteraktionen i detta tidiga skede är dock otroligt svårt. Att använda masspektrometri på proteiner jämförs ofta med att göra en elefantfluga. Det vi har gjort är att lägga till en osäkrad hatt - läkemedelsmolekylen - till elefanten, och mätte hela processen. Det är spännande eftersom det öppnar upp möjligheten att kunna följa ett läkemedels väg genom kroppen. Genom att identifiera vilka proteiner det interagerar med kommer forskare att kunna förutsäga i ett tidigare skede om det kommer att göra det eller inte. ha den önskade terapeutiska effekten."
I studien använde forskarna vävnad som tagits från levern på råttor som doserats med bezafibrat, ett läkemedel som vanligtvis används för att behandla högt kolesterol. De använde masspektrometri på tunna sektioner av vävnad för att detektera läkemedelsmolekylen och det specifika fettsyrabindande proteinet som det fäster vid för att bilda ett komplex.
Forskarna kunde också mäta både de varierande mängderna av detta komplex i levern över tiden och hur det sprider sig genom vävnaden.
AstraZenecas ledande professor Richard Goodwin, Senior Director, Imaging Sciences säger att "det som är nyckeln till att leverera sådan innovativ vetenskap är ett uthålligt samarbete mellan akademiska ledare och industripartners. Denna forskning bygger på ett långvarigt samarbete mellan AstraZeneca och University of Birmingham, och exemplifierar vad som kan göras när vi kombinerar kompletterande färdigheter för att tillgodose betydande otillfredsställda behov. Den här forskningen kommer att fortsätta att stödja läkemedelsupptäckten och hjälpa oss att påskynda att ta fram nya läkemedel till patienter."
Nästa steg för forskningen kommer att inkludera att förbättra teknikens känslighet och utvidga den till andra typer av läkemedelsföreningar. Ser man längre fram hoppas teamet att det kan utvecklas för användning i mänsklig vävnad, taget från biopsier. Detta skulle ge en större förståelse för varför läkemedel fungerar olika på olika patienter. + Utforska vidare
