Para um medicamento intervir em células ou órgãos inteiros que não estão se comportando normalmente, ele deve primeiro se ligar a receptores específicos de proteínas nas membranas celulares. Os receptores podem mudar sua estrutura molecular de várias maneiras durante a ligação - e apenas a estrutura certa irá "desbloquear" o efeito terapêutico da droga.

Agora, um novo método de avaliar as ações dos medicamentos, combinando-os com seus receptores de proteína exclusivos, tem o potencial de acelerar muito o desenvolvimento de medicamentos e diminuir o número de testes de medicamentos que falham durante os testes clínicos.

O método, desenvolvido por equipes de pesquisa da University of Wisconsin-Milwaukee e da University of Glasgow, reduz o tempo e o trabalho de encontrar os receptores de proteína "com a resposta certa" aos candidatos a drogas em várias ordens de magnitude.

“Isso abre um enorme campo de jogo para encontrar alvos de drogas e estratificação de drogas, "disse Valerica Raicu, Professor de física UW-Milwaukee. "Usando este método, podemos caracterizar como cada receptor responde de maneira diferente a vários candidatos a drogas. "

O estudo aparece hoje na revista Métodos da Natureza .

O método dos pesquisadores rastreia um processo químico chamado oligomerização que ocorre quando um receptor existe como uma única subunidade, mas então muda para uma estrutura múltipla - um oligômero - na presença do ligante (composto de droga), ou vice-versa.

"Costumávamos pensar nesses receptores como binários, "disse Raicu, quem é o autor principal do artigo. "Eles foram ativados pelo composto ou não. Mas agora estamos começando a entender isso, dependendo do ligante, o mesmo receptor pode produzir muitas respostas diferentes. "

Os pesquisadores primeiro testaram o método usando proteínas fluorescentes fundidas produzidas pelo professor assistente Ionel Popa da UW-Milwaukee. Em seguida, eles validaram o método em um receptor para um fator de crescimento em que o mau funcionamento costuma estar ligado ao câncer - o receptor do fator de crescimento epidérmico (EGF). Ativação do receptor, resultou na geração de oligômeros maiores, como previsto.

A equipe então aplicou seu método a um membro da família do receptor acoplado à proteína G (GPCR), um grupo de proteínas que são alvo de uma ampla gama de medicamentos.

O efeito da associação entre ligantes e receptores foi demonstrado em questão de horas, em comparação com meses usando as tecnologias atuais.

“Este novo método de caracterizar as interações de proteínas será importante na estratificação de diferentes medicamentos que têm como alvo o mesmo receptor, "disse Graeme Milligan, Gardiner Chair of Bioquímica da University of Glasgow. "Isso nos permitirá entender por que alguns candidatos a medicamentos são eficazes enquanto outros não são e podem ser potencialmente aplicados a diferentes classes de proteínas que são alvos no tratamento de muitas doenças."

O laboratório Raicu usa imagens baseadas em fluorescência para ver os receptores de proteínas em estados oligoméricos sob várias condições ambientais. Usando microscopia de excitação de um ou dois fótons, os pesquisadores podem produzir uma espécie de roteiro dos vários tipos de oligômeros do receptor de proteína na ausência ou na presença de ligantes (ou drogas) que se ligam a eles.

Os pesquisadores imaginam moléculas receptoras de proteínas anexando etiquetas fluorescentes. Por aqui, receptores de proteína de molécula única emitem luz quando passam sob um laser e são excitados, e essas rajadas são gravadas com uma câmera. Os oligômeros receptores emitem uma explosão de luz mais intensa e também são fotografados.

"Agora você pode representar graficamente a intensidade e o número de rajadas, "disse Raicu, "e ver quantos estão associados a oligômeros - quão grandes eles são - e onde estão na amostra. Depois de adicionar o ligante, você pode ver se ele promove a associação de moléculas únicas de proteínas receptoras em oligômeros, ou a quebra de oligômeros no primeiro. "