Um princípio químico geral para criar inibidores de integrina estabilizadores de fechamento
As integrinas conectam os citoesqueletos fibrosos das células, mostrados aqui, com a matriz que os envolve. Crédito:Xiaowei Zhuang/HHMI/Harvard University/Nature Publishing Group
Cite uma função biológica, e proteínas chamadas integrinas provavelmente estão envolvidas nela.
Juntos, os 24 membros da família das integrinas permitem que as células se liguem umas às outras e à matriz que as cerca. Eles ajudam as células a decidir o que se tornar, para onde ir, como responder a seus ambientes e quando crescer, dividir ou morrer.
A onipresença e a versatilidade das integrinas também significam que, quando as células que as carregam dão errado, essas proteínas podem contribuir para uma série de doenças, de doenças autoimunes a câncer.
A FDA aprovou até agora seis medicamentos que reduzem a atividade de integrinas específicas para tratar doenças como esclerose múltipla e colite ulcerativa e para prevenir a formação de coágulos sanguíneos. Para a decepção de cientistas, médicos e pacientes, no entanto, outros candidatos promissores falharam em ensaios clínicos e reduziram o potencial das integrinas como alvos de tratamento.
Um novo trabalho liderado por pesquisadores da Harvard Medical School e do Boston Children's Hospital descobre uma razão para as falhas e oferece uma solução potencial.
Examinando de perto uma integrina envolvida na coagulação do sangue, Timothy Springer, professor de química biológica e farmacologia molecular da família Latham no HMS e Boston Children's, e colegas descobriram que medicamentos com falha para duas integrinas diferentes inadvertidamente estimulam as integrinas a se abrirem em seus posição "on", potencialmente direcionando a atividade da integrina em vez de reprimi-la.
A equipe fez algumas de suas descobertas usando cristalografia de raios-X, um método meticuloso para determinar as estruturas moleculares das proteínas. Estes são alguns dos diagramas resultantes de drogas ligadas à integrina relacionada ao coágulo. Imagens:Fu-Yang Lin, Jing Li, Yonghua Xie, e outros, Cell
A equipe revelou que em sua posição fechada ou "desligada", a integrina contém uma molécula de água mantida no lugar por uma série de ligações químicas. A integrina ejeta a molécula de água quando ativada.
Uma vez que descobriram o que estava acontecendo, os pesquisadores foram capazes de projetar bloqueadores de integrina que persuadiram a proteína de coagulação em sua posição "desligada", mantendo a molécula de água no lugar com um átomo de nitrogênio.
Outros testes sugeriram que as moléculas de água desempenham o mesmo papel em outras integrinas, indicando que a estratégia da equipe poderia funcionar de forma mais ampla.
As descobertas, publicadas na revista
Cell em 15 de setembro, forjar um caminho mais claro para o desenvolvimento de medicamentos e aprofundar a compreensão dos pesquisadores sobre como as integrinas funcionam normalmente.
“O mesmo princípio de design de aproveitamento de água já foi estendido a outra integrina, e informações estruturais sugerem que os pesquisadores podem projetar drogas para atingir outros membros da família das integrinas para tratar doenças que causam grande sofrimento”, disse Springer, que é membro do o Programa de Medicina Celular e Molecular da Boston Children's.
"É sempre gratificante trabalhar em um projeto que é cientificamente e medicamente importante", acrescentou.
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