Канадские исследователи в сотрудничестве с бразильскими коллегами разработали 13 биолюминесцентных сенсоров для лабораторного тестирования эффективности новых медицинских препаратов. Статья ученых опубликована в журнале Science Signaling.

По оценкам, сегодня от одной трети до половины всех лекарств предназначаются для рецепторов, связанных с G-белками, или GPCR-рецепторами.

GPCR-рецепторы — это белки, пронизывающие клеточные мембраны и участвующие в передаче клеточного сигнала.

К примеру, один из рецепторов этого класса поглощает свет, а значит, представляет собой основу зрения, позволяя нам видеть. Поглощение кванта света той или иной длины волны белком сетчатки глаза — родопсином (этим самым GPCR-рецептором) — переводит его в активированное состояние. В свою очередь, родопсин активирует G-белок, который активирует цГМФ-фосфодиэстеразу, а она активирует ионные каналы Na+ и Ca2+. В конечном итоге сигнальный путь приводит к передаче в клетки мозга электрического сигнала о том, что квант света был поглощен.

Несколько лет назад лабораторные исследования могли показать только то, активировало лекарство данный клеточный ответ или заблокировало его. Новая работа канадских и бразильских ученых дает возможность анализировать взаимодействия белков клеточного сигналлинга. Это позволяет судить о том, сколько и каких путей было активировано и, самое главное, как.

«Эти белки являются мишенями лекарств, используемых для лечения широкого спектра заболеваний, включая аллергические реакции, гипертонию, диабет и так далее. Ожидается, что эти биосенсоры значительно помогут открытию и разработке новых медикаментов», — рассказывает профессор кафедры биохимии и иммунологии университета Сан-Паулу Клаудио Мигель да Коста-Нету.

Исследователи использовали методы генной инженерии и молекулярной биологии для создания биолюминесцентных сенсоров. 13 биосенсоров были протестированы на десятках лекарственных препаратов и на нескольких рецепторах, пораженных генетическими заболеваниями. По словам исследователей, их работа представляет собой прогресс в понимании механизма передачи сигналов благодаря количеству разработанных биосенсоров и методике, использованной в исследовании.

В дополнение к точности синтезированных молекул да Коста-Нету выделяет креативность как ключевую особенность исследования.

«Разработка белков с помощью генной инженерии требует больших знаний и творчества, — утверждает он. — Некоторые из этих биосенсоров являются настоящими Франкенштейнами, изготовленными путем соединения различных частей разнообразных белков. Это было очень креативное исследование».