Usando un sensor de infrarrojos, Los biofísicos de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) han logrado analizar rápida y fácilmente qué agentes activos afectan la estructura de las proteínas y cuánto dura ese efecto. Por lo tanto, El Prof. Dr. Klaus Gerwert y el Dr. Jörn Güldenhaupt realizaron mediciones de resolución temporal de los cambios en la estructura de los andamios de proteínas, que fueron activados por los agentes activos. Sus métodos podrían algún día ayudar a desarrollar medicamentos con pocos efectos secundarios de una manera rápida y específica. El equipo publicó un informe sobre su investigación, que se llevó a cabo en el marco del programa financiado por la UE Innovative Medicines Initiative en el proyecto Kinetics for drug discovery (K4DD), en el diario Angewandte Chemie el 17 de mayo 2018.

La eficacia de muchos fármacos se basa en el hecho de que manipulan el metabolismo de las células inhibiendo la actividad de proteínas específicas. Para tal fin, la molécula del fármaco debe unirse a la proteína diana respectiva, mientras que el agente activo la mayoría de las veces se instala en los compartimentos funcionales de las proteínas, que a menudo son huecos como una bolsa.

En el caso de algunos agentes activos, la unión a la proteína diana altera adicionalmente la estructura de la superficie de la proteína. Tras el llamado cambio conformacional, nuevas áreas de superficie y bolsas de encuadernación se vuelven accesibles, y un agente activo se puede adaptar adicionalmente para igualarlos. Este proceso a menudo da como resultado una mejor selectividad de los agentes activos, reduciendo así los efectos secundarios.

"La forma en que un agente activo afecta la estructura de su proteína objetivo se ha analizado hasta ahora utilizando métodos que consumen mucho tiempo y materiales, que puede proporcionar información espacial extremadamente detallada, pero que no dan resultados hasta semanas o incluso meses después, "explica Jörn Güldenhaupt.

Desarrollado por los investigadores de Bochum, el nuevo método proporciona información sobre cambios estructurales en minutos, e incluso puede reducir el tipo de cambio estructural. El sensor se basa en un cristal permeable a la luz infrarroja. La proteína está unida a su superficie. Los espectros infrarrojos se registran a través del cristal, mientras se aclara la superficie con soluciones con o sin agentes activos. El sensor detecta cambios en el área espectral de la proteína que es sensible a la estructura, es decir, la llamada región media, que es característico del andamio de una proteína. Si ocurre algún cambio, es obvio que el agente activo ha alterado la forma de la proteína.

En colaboración con la empresa Merck, el equipo demostró la confiabilidad de este método al analizar la forma en que dos grupos de agentes activos diferentes afectaron a la proteína de choque térmico HSP90. Es un auxiliar de plegado que ayuda a las proteínas recién generadas en la célula a formar la estructura tridimensional correcta. Debido a su metabolismo extremadamente activo, las células tumorales lo necesitan con mucha urgencia. Los agentes activos inhibidores de HSP90 constituyen un enfoque para el desarrollo de fármacos que detienen el crecimiento tumoral.

La velocidad a la que una molécula de fármaco se desacopla de la proteína diana se corresponde con el período de eficacia del fármaco en el organismo. Los agentes activos con una vida útil muy compleja se unen a la proteína diana durante mucho tiempo, permaneciendo así eficaz durante mucho tiempo. Los comprimidos que contienen dichos agentes activos deben tomarse solo una vez al día, por ejemplo, ya menudo tienen menos efectos secundarios. "Dado que nuestro sensor actúa como un sistema de flujo, podemos enjuagar los agentes activos de la proteína objetivo después de la unión y, como consecuencia, medir cómo cambia la eficacia con el tiempo, "explica Klaus Gerwert.