Seville Üniversitesi ve İspanya Ulusal Araştırma Konseyi’nin ortak merkezi olan Kimyasal Araştırma Enstitüsü’nün de dahil olduğu uluslararası bir ekip, psikiyatrik bozukluklardan çeşitli kanser türlerine kadar çok sayıda hastalıkta rol oynayan bir tür hücre zarı proteini olan iyon kanallarını hedef alan ilaçların tasarımını hızlandıracak yeni bir teknik geliştirdi.
East Anglia Üniversitesi ve Qadram Enstitüsü (her ikisi de Birleşik Krallık’ta) ile işbirliği içinde yürütülen araştırma, The Guardian’da yayınlandı. Amerikan Kimya Derneği Dergisi.
İyon kanalları, iyonların hücreye geçişini düzenleyen hücre zarı proteinleridir. Sinir iletimi, kas kasılması ve bağışıklık tepkisi gibi çok çeşitli süreçlerde gereklidirler ve işlev bozukluklarının çok sayıda bozuklukla ilişkili olması onları büyük ilgi gören terapötik hedefler haline getirir.
Kimyasal Araştırma Enstitüsü’nden Jesús Angulo şöyle açıklıyor: “Şimdiye kadar, ilaçların bu proteinlerle nasıl etkileşime girdiğini incelemek, onların izole edilmesini gerektiriyordu; bu, onların davranışlarını değiştirebilecek teknik açıdan karmaşık bir süreçti. Nükleer manyetik rezonansa dayanan tekniğimiz, canlı hücrelerdeki bu etkileşimleri incelememize olanak tanıyor ve bu da biyolojik açıdan daha anlamlı bilgiler sağlıyor.” diye açıklıyor Kimyasal Araştırma Enstitüsü’nden Jesús Angulo.
Yeni teknik daha hızlıdır (bir saatten az süren deneylere dayanmaktadır), daha ekonomiktir ve önemli ölçüde daha basittir; çünkü karmaşık ön protein saflaştırma veya numune manipülasyon süreçlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Araştırmacılar, yöntemlerinin, bir molekülün kimyasal yapısının farmakolojik etkisiyle nasıl ilişkili olduğunu anlamaya çalışan yapı-aktivite çalışmaları için standart bir araç olabileceğine inanıyor.
East Anglia Üniversitesi’nden Leanne Stokes, “Tekniğimiz, iyon kanallarını ve diğer membran proteinlerini hedef alan ilaçların gelişimini önemli ölçüde hızlandırabilir, nörolojik ve kardiyovasküler hastalıklardan metabolik ve onkolojik hastalıklara kadar birçok alanda yeni araştırma olanaklarının önünü açabilir” diyor.
Farmakolojik çalışmalar için yeni bir araç
Yeni teknik, P2X7 reseptörleri, depresyon için terapötik hedefler olan iyon kanalları, bazı otizm spektrum bozuklukları ve bazı kanser türleri üzerinde test edildi.
Norwich’teki Quadram Enstitüsü’nden araştırmacı Serena Monaco, “Canlı hücreler üzerinde, ilacın hangi bölümlerinin proteinle etkileşime girdiğini tanımlayabildiğimizi ve bu etkileşimleri optimize etmemize olanak sağladığını gösterdik; bu, daha etkili ve spesifik ilaçlar geliştirmek için gerekli bilgilerdir” diyor.
Buna ek olarak, IIQ-CSIC-US’de geliştirilen yazılım sayesinde yazarlar deneysel verilerini biyoenformatik kullanılarak oluşturulan üç boyutlu ilaç-reseptör bağlanması modelleriyle birleştirdiler. Bu, hangi bilgisayar tarafından oluşturulan modellerin laboratuvar gözlemleriyle gerçekten eşleştiğini doğrulamalarına olanak sağladı.
Angulo şöyle açıklıyor: “İlaç ve protein arasındaki etkileşim bir kilit ve anahtara benzetilebilir: Membran proteini kilittir ve bizim anahtarımız da ilaçtır. Ancak sadece doğru anahtarı bulmamız gerekmiyor, aynı zamanda onu daha etkili bir şekilde açılabilmesi için nasıl yerleştireceğimizi de bulmamız gerekiyor.” diye açıklıyor Angulo.
Araştırmacı şu sonuca varıyor: “Biyoenformatik modeller, yeni ilaçların tasarlanması için gereklidir. Canlı hücreler üzerindeki üç boyutlu bilgisayar modellerinin doğrulanabilmesi, bu proteinleri hedef alan ilaçların geliştirilmesinde yeni bir paradigmayı temsil etmektedir.”
