Új technológia a fehérje-hotspotok azonosítására

A gyógyszerfejlesztésben nyit új lehetőségeket a magyar kutatók felfedezése

Az ELKH Természettudományi Kutatóközpont (TTK) Gyógyszerkémiai Kutatócsoportjának vezetésével új technológiát fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi az úgynevezett hotspotok beazonosítását az emberi szervezetben betegséget okozó fehérjéken.

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) közleménye szerint a technológiával új távlatok nyílnak az igazán hatékony gyógyszerek kifejlesztésében. Az innovatív technológiáról szóló tanulmány május 27-én jelent meg a Nature Communicationsben.

A WiFi-technológiából ismert hotspot kifejezés a fehérjék esetében azt jelenti, hogy a hozzájuk kapcsolódó molekulák – így a lehetséges gyógyszerek – számára szolgál hozzáférési pontként. A hotspotok helyzetének pontos ismerete nélkül a gyógyszerfejlesztő kutatók csak véletlenszerűen találhatnak új gyógyszermolekulákat. Mivel a fehérjék hotspotjainak hatótávolsága korlátozott, a helyzetük pontos ismerete nélkülözhetetlen az igazán hatékony gyógyszerek azonosításához.

123rf.com

A magyar kutatók vezetésével kidolgozott új technológia alapja az a felismerés, hogy az emberi szervezetben előforduló fehérjék hotspotjait az evolúció olyan molekulák felismerésére hozta létre, amelyeket az ember maga állít elő. “Mivel a szervezetünkben mindössze néhány ezer ilyen molekula előállítása történik, a fehérjék hotspotjai sem mutathatnak végtelen változatosságot. Ahogy a WiFi-hotspotra való csatlakozáshoz szükségünk van felhasználóazonosítóra és jelszóra, a fehérjék hotspotjai is azonosítják a hozzájuk kapcsolódó molekulákat” – magyarázza a közlemény.

A molekulák esetében a kötődés feltétele az, hogy a molekula kapcsolódási mintázatát a hotspot felismerje. Így az eddig ismert hotspotok tulajdonságainak elemzésével azonosíthatók azok a kapcsolódási mintázatok, amelyek segítséget nyújtanak abban, hogy a jövő gyógyszerei – a betegséget okozó fehérjékhez hatékonyan kapcsolódva – megváltoztassák a fehérjék hibás működését.

Gyorsabb, hatékonyabb

A fehérjék hotspotjaihoz elvileg sokféle molekula kapcsolódhat, azonban csak kevés molekula képes igazán hatékonyan kötődni hozzájuk. A SpotXplorer technológia a kódolt kötődési mintázatok révén képes ilyen molekulákat találni, ráadásul úgy, hogy ehhez mindössze 100-nál kevesebb molekula megvizsgálására van szükség.

Míg a gyógyszerkutatásban jelenleg alkalmazott eljárásokban gyakran több tízezer vagy akár százezer molekulát is megvizsgálnak egy-egy továbbfejlesztésre alkalmas hatékony vegyület felfedezéséhez, addig az új SpotXplorer technológiával beazonosítható molekulák a jelenleg ismert kötődési mintázatok mintegy 90 százalékát hordozzák. Ezzel pedig egy olyan egyedülálló molekulakészletet hoztak létre a kutatók, amelyből

legalább egy molekula képes a szervezet szinte bármelyik fehérjéjének hotspotjához kapcsolódni.

A beszámoló szerint a magyar fejlesztésű SpotXplorer molekulakészlet ebből a szempontból meghaladja az összes jelenleg használt úgynevezett molekulakönyvtárat, amelyek általában a hotspot-mintázatoknak csak kevesebb mint a felét képesek felismerni.

“A magyar kutatók az együttműködő amerikai, angol, lengyel, osztrák és szlovén csoportokkal közösen bizonyították, hogy a SpotXplorer technológia nemcsak a már ismert gyógyszerek által célzott fehérjéken működik, hanem új, betegséget okozó fehérjéken is sikeresen alkalmazható. Segítségével a leukémia új gyógyszeres kezelését ígérő SETD2, valamint a koronavírus-fertőzésben szerepet játszó 3CLpro és NSP3 fehérjék hotspotjain is jól kötődő molekulákat azonosítottak” – áll a közleményben. (MTI)