Identificar nuevas formas de atacar proteínas implicadas en enfermedades humanas es una prioridad para muchos investigadores de todo el mundo. Sin embargo, descubrir cómo alterar la función de estas proteínas puede resultar complicado, especialmente en células vivas. Ahora, los científicos de Scripps Research han desarrollado un nuevo método para examinar cómo las proteínas interactúan con pequeñas moléculas similares a fármacos en las células humanas, revelando información crítica sobre cómo dirigirse potencialmente a ellas terapéuticamente.
La estrategia, publicada en Nature Chemical Biology el 2 de enero de 2024, utiliza una combinación de química y técnicas analíticas para revelar los lugares específicos donde se unen las proteínas y las moléculas pequeñas. En última instancia, este método podría conducir al desarrollo de terapias más específicas y eficaces.
"Nuestra nueva tecnología podría usarse para encontrar nuevos sitios farmacológicos en proteínas para cualquier enfermedad humana, desde el cáncer hasta la enfermedad de Alzheimer", dice el profesor asociado del Departamento de Química Christopher Parker, Ph.D., autor principal del estudio. "No tenemos restricciones en cuanto a cómo se podría utilizar esto. Nuestro trabajo tiene el potencial de marcar el comienzo de una forma completamente nueva de descubrimiento de fármacos".
El laboratorio Parker tiene como objetivo descubrir cómo funcionan las proteínas en cada tipo de célula humana para desarrollar terapias eficaces para una amplia gama de enfermedades humanas. En este estudio, Parker y su equipo se basaron en su trabajo inicial en el laboratorio del profesor de Scripps Research, Benjamin Cravatt, para crear un nuevo método para examinar cómo las proteínas interactúan con pequeñas moléculas en las células vivas.
Desarrollaron una estrategia analítica para comprender mejor cómo estas proteínas interactúan con moléculas pequeñas a una resolución mucho mayor que nunca. Para ello, utilizaron sondas químicas llamadas sondas de fotoafinidad, que son moléculas que pueden activarse con la luz para permitir que las sondas capturen una proteína unida.
Al recopilar datos de las interacciones de las proteínas con sondas de fotoafinidad, el equipo de Parker identificó lugares en las proteínas donde las moléculas pequeñas podían conectarse y unirse. Esencialmente, el equipo encontró más de mil nuevas cerraduras (lugares de unión de las proteínas) y sus correspondientes claves (pequeñas moléculas), la gran mayoría de las cuales eran nuevos lugares de unión de moléculas pequeñas que no se habían informado antes. Además, encontraron nuevas características en los sitios de unión, como nuevas formas.
"La identificación de estos sitios de unión específicos ayudará a los científicos a diseñar nuevas moléculas que se ajusten aún mejor a estos bolsillos, lo que podría conducir a terapias más efectivas", dice Jacob M. Wozniak, coprimer autor y ex becario postdoctoral en el laboratorio Parker. El otro coautor del artículo fue Weichao Li, Ph.D., investigador asociado también en el laboratorio Parker.
Utilizando la gran cantidad de datos de este estudio y en colaboración con el coautor Stefano Forli, Ph.D., profesor asociado en el Departamento de Biología Computacional y Estructural Integrativa, los autores modelaron cómo ciertas moléculas podrían unirse a estas proteínas. Esta biblioteca de información podría usarse para diseñar terapias que interactúen con las proteínas de una manera más específica.
"Nuestro nuevo proceso revela oportunidades adicionales para la intervención terapéutica y el descubrimiento en células humanas", dice Parker. "A continuación, planeamos utilizar esta tecnología para atacar proteínas relevantes para enfermedades autoinmunes y cáncer".
Más información: Jacob M. Wozniak et al, Mapeo mejorado de sitios de unión de moléculas pequeñas en células, Nature Chemical Biology (2024). DOI:10.1038/s41589-023-01514-z
Información de la revista: Biología química de la naturaleza
Proporcionado por el Instituto de Investigación Scripps
