Innan forskare kan utveckla riktade läkemedel måste de veta exakt hur en sjukdom fungerar. Biokemisten Bert Beerkens skapade molekyler som gör att de kan ta reda på det. Han använde koffein som grund för nya molekyler som möjliggör forskning om vissa receptorproteiner på celler.
Som kemistudent blev Bert Beerkens fascinerad av det forskningsfält som gör att kemi kan användas för att studera alla typer av processer i kroppen. "Då designar och producerar man molekyler som inte har någon medicinsk effekt, men som hjälper andra forskare i deras arbete med ett visst tillstånd."
I sin Ph.D. forskning satte Beerkens igång med att göra molekyler som binder till ett protein som normalt binder ämnet adenosin. Adenosin finns överallt i vår kropp. Det är en del av DNA och även av ATP:adenosintrifosfat. Detta lagrar energi i alla levande celler och gör den tillgänglig där den behövs.
Beerkens säger, "Adenosin är också en signalsubstans för kommunikation mellan celler. Om det finns mycket adenosin runt en cell kan det betyda att en cell i området har dött." Sedan strövar adenosin omkring från nedbruten ATP, och en granncell plockar upp det med speciella receptorer på cellmembranet. "Beroende på vilken typ av cell som tar upp adenosinet kan resultatet bli att immunsvaret hämmas. Vissa tumörer missbrukar denna mekanism genom att aktivt producera adenosinreceptorer."
För att undersöka detta behövs molekyler som likt adenosin binder till adenosinreceptorer. Beerkens antog utmaningen. Koffein blev grunden för de ämnen han utvecklade. "Koffein binder också till receptorn, bara inte särskilt starkt."
Beerkens experimenterade med ytterligare atomgrupper substituerade på koffeinmolekylen. Han lyckades göra molekyler som inte bara binder hårt till receptorn, utan också bara till den här typen av receptorer och inte till något annat. "Det finns fyra olika adenosinreceptorer. För tre av dem kunde jag designa lämpliga molekyler. För den fjärde har min föregångare redan gjort det."
Molekylerna var inte bara tvungna att binda tätt och selektivt till receptorn, utan också placera en molekylär märkning på den. "Då kan forskare se om och var vilken typ av receptor som finns." Den observationen måste också vara genomförbar i levande cellmaterial, det vill säga utan höga doser av radioaktiv strålning.
Detta var en knepig punkt i Beerkens projekt. "Vi lyckades genom att använda klickkemi." Förra året gick Nobelpriset i kemi till utvecklingen av den här typen av kemi. "Det fungerar som Lego. När den koffeinliknande molekylen är fäst vid adenosinreceptorn, klickar en annan molekyl som avger ljus till exempel på den."
Beerkens fick sin doktorsexamen. i november, hans resultat har publicerats tidigare. Finns det en omedelbar rusning av forskare som använder molekylerna? "För ett halvår sedan kom en förfrågan från USA. Ett sjukhus ville undersöka en sjukdom där adenosin verkar spela en roll. Utöver det sker det fortfarande främst i och runt vårt labb, tillsammans med LUMC. Det handlar om forskning. in i adenosinreceptorer på vissa immunceller, för att se vad som skulle vara ett bra mål för läkemedel att agera på."
Mer information: Affinitetsbaserad profilering av adenosinreceptorerna. scholarlypublications.universi … /handle/1887/3656497
Tillhandahålls av Leiden University
