Aminokwasy pełnią fundamentalną rolę w regulacji tego, jak komórki reagują na leki. Te cząsteczki, które budują białka, działają niczym cegiełki komunikujące się wzajemnie wewnątrz struktury. Dzięki temu współpracują, by regulować odpowiedź komórkową, co może przyczynić się do opracowania skuteczniejszych i bezpieczniejszych terapii – wynika z międzynarodowego badania kierowanego przez Hospital del Mar Research Institute, opublikowanego na łamach Nature Communications.
Badacze skupili się na specyficznym receptorze komórkowym – receptorze kannabinoidowym typu 2 (CB2), kluczowym białku ludzkiego układu odpornościowego. Należy on do rodziny receptorów sprzężonych z białkiem G (GPCR), które odpowiadają za przekazywanie informacji do wnętrza komórek. Co istotne, receptory te są celem co trzeciego zatwierdzonego leku, obejmując leczenie chorób układu sercowo-naczyniowego, nowotworów, astmy czy zaburzeń zdrowia psychicznego.
Naukowcy wykorzystali symulacje komputerowe, eksperymenty laboratoryjne oraz narzędzia uczenia maszynowego, aby przeanalizować każdy aminokwas receptora osobno i obserwować, jak zmiany wpływają na jego zachowanie. Jak wyjaśnia dr Jana Selent, koordynatorka GPCR Drug Discovery Research Group w ramach Biomedical Informatics Research Program w Hospital del Mar Research Institute oraz badaczka związaną z Uniwersytetem Pompeu Fabra:
„Najbardziej ekscytujące jest to, że nauczyliśmy się, jak te małe cegiełki współpracują w rozległej sieci, aby aktywować konkretne odpowiedzi komórkowe”. To pozwala przypuszczać, że „celując w kluczowe punkty tej sieci, możemy projektować leki, które precyzyjnie ukierunkują receptor na pożądaną odpowiedź” – dodaje dr Selent, która kierowała badaniami.
Sieciowy mechanizm wpływu na komórki
Badanie wykazało, że aminokwasy nie działają w izolacji – stale komunikują się poprzez dynamiczną sieć, która moduluję odpowiedź komórek na różne bodźce: sygnały komórkowe, leki czy zmiany środowiskowe. W przypadku receptora kannabinoidowego typu 2 kierują one odpowiedź komórkową ku korzystnym ścieżkom, omijając te, które mogłyby prowadzić do niepożądanych efektów.
Dzięki tej wiedzy badacze mogą zmierzać ku bardziej precyzyjnym i celowanym terapiom, co ma szczególne znaczenie w chorobach, w których obecne leki mogą wywoływać działania niepożądane.
„To tak, jakbyśmy dawali lekowi bardzo precyzyjną instrukcję, aby dotarł wyłącznie tam, gdzie chcemy, i nigdzie indziej” – tłumaczy Miguel Diéguez, współautor badania i doktorant w Hospital del Mar Research Institute.
Wszystkie wyniki, zestawy danych i narzędzia stworzone w ramach tego projektu zostały udostępnione publicznie na platformie https://gpcrmd.org/, aby każdy badacz mógł z nich korzystać.
Źródło: Nature Communications, Multiple intramolecular triggers converge to preferential G protein coupling in the CB2R
