Un pas més cap als fàrmacs controlats per llum

Esquema de la inhibició fotocommutable de la interacció proteïna-proteïna (PPI). / Pau Gorostiza et al.
Esquema de la inhibició fotocommutable de la interacció proteïna-proteïna (PPI). / Pau Gorostiza et al.

Investigadors de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB) descobreixen més opcions potencials cap a les teràpies foto-commutables al refutar la limitació del disseny

L'any passat, un grup de científics de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB) i de la Universitat de Barcelona (UB) van anunciar que havien aconseguit molècules foto commutables, o regulades per llum, per controlar interaccions proteïna-proteïna -interaccions clau en els processos biològics i, per tant, dianes terapèutiques altament prometedores- de manera remota i no invasiva. El descobriment va significar un gran pas cap al desenvolupament de fàrmacs dirigits i controlats per llum, ja que els efectes del fàrmac es limitarien a una àrea i a un temps específic, reduint així els efectes secundaris.

Ara, en experiments recents, els mateixos investigadors han estat emprant les seves molècules foto sensibles per a controlar l'endocitosi -el procés mitjançant el qual les cèl·lules absorbeixen certes substàncies que necessiten per a funcionar correctament-, intervinguda per clatrina, amb el que han descobert que s'amplia el camp dels inhibidors potencials.

"Com moltes de les interaccions proteïna-proteïna estan intervingudes per pèptids linears petits, sovint helicoïdals (proteïnes petites), nosaltres pensàvem que les nostres molècules foto commutables havien de ser dissenyades per imitar aquests pèptids rígids per a què fossin capaces d'inhibir el PPI," explica Pau Gorostiza del grup de Nanosondes i Nanocommutadors del IBEC. "Però ara hem trobat que no necessiten tenir la mateixa estructura rígida, i que les molècules amb estructures flexibles mostren una gran capacitat inhibitòria, així com una major capacitat foto commutadora".

L'absència d'una estructura rígida i helicoïdal, per tant, no és una limitació per a seleccionar candidats per ser inhibidors foto commutables del PPI, el que significa que quan s’estan desenvolupant potencials addicionals inhibitoris, els investigadors poden mirar entre l'ampli grup de pèptids més flexibles per trobar el seu candidat.

Les aplicacions terapèutiques més immediates dels inhibidors foto commutables són dirigides a malalties que afecten al teixit superficial com per exemple la pell, la retina o les membranes mucoses externes. En el futur, les molècules fotosensibles es podran utilitzar per estudiar, per exemple, l’endocitosi in vitro de les cèl·lules cancerígenes -en les que aquest és un procés incontrolat  el que podrà permetre la inhibició selectiva de la proliferació cel·lular.

Una altra àrea d’aplicació per a aquestes molècules pot trobar-se a la biologia del desenvolupament, on les cèl·lules requereixen de la endocitosi per a canviar de forma i de funció. El seu desenvolupament també obre les portes a un nou camp de recerca com la optofarmacologia o la optogenètica.

--

Article de referència: André Martin-Quiro, Laura Nevola, Kay Eckelt, Sergio Madurga, Pau Gorostiza and Ernest Giralt (2015). “Absence of a Stable Secondary Structure is not a Limitation for Photoswitchable Inhibitors of b-Arrestin/b-Adaptin 2 Protein-Protein Interaction”. Chemistry & Biology, pub ahead of print. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.chembiol.2014.10.022