Forscher arbeiten auf die Entwicklung von lichtempfindlichen Drogen

Die wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen Chemikern, Biotechnologen und Physiker aus verschiedenen katalanischen Instituten, von Pau Gorostiza geleitet , vom Institut für Bioengineering Katalonien ( IBEC ) und Ernest Giralt , vom Institut für Forschung in der Biomedizin (IRB Barcelona) hat , um eine LED Durchbruch, der die Entwicklung der lichtregulierten therapeutischen Molekülen begünstigen . Die Online in der Zeitschrift der Referenz in der Chemie veröffentlicht Durchbruch Angewandte Chemiehat die Anerkennung als " Very Important Buch" , eine Auszeichnung , die nur 5 % der Artikel akzeptiert zu erreichen erhalten . Darüber hinaus wird das Papier auf dem Cover der Juli-Ausgabe verfügen .

Das " Design, Synthese und Struktur von Peptiden und Proteinen " Labor Dr. Giralt , ebenfalls Senior Professor an der Universität von Barcelona und Inhaber der 2011 spanischen Nationalen Forschungspreis , geleitet hat zwei Peptide ( kleine Proteine ​​), die bei Bestrahlung synthetisiert mit Licht, ihre Form verändern , wodurch eine oder Prävention einer spezifischen Protein -Protein-Wechselwirkung . Die Vereinigung dieser beiden Proteine ​​ist für die Endozytose erforderlich , einen Prozess, durch den Zellen zu ermöglichen Moleküle , die Zellmembran zu durchqueren , und geben . Die italienischen Wissenschaftler Laura Nevola , Postdoc-Forscher , die in Dr. Giralt Labor arbeitet , und Andrés Martín - Quirós , Doktorand bei Dr. Gorostiza Labor , Co- Autoren der Studie wurden vier Jahren mit der die Gestaltung von lichtempfindlichen Peptide .

" Foto -sensitive Peptide wirken wie Ampeln und dazu gebracht werden, ein grünes oder rotes Licht für die Zell Endozytose zu geben. Sie sind leistungsfähige Werkzeuge für Zellbiologie ", erklärt Dr. Giralt . " Diese Moleküle können wir focalized Licht wie ein Zauberstab verwenden, um biologische Prozesse zu steuern und sie zu studieren ", so der Physiker Pau Gorostiza , ICREA Professor und Leiter der " Nanosonden und Nanoschalter " Labor an IBEC .

Die Forscher unterstreichen die unmittelbare Anwendbarkeit dieser Moleküle zu untersuchen , zum Beispiel in -vitro- Endozytose in Krebszellen - wobei dieser Vorgang unkontrolliert - die selektive Hemmung der Proliferation dieser Zellen erlauben würde . Auch würde sie erlauben auch die Untersuchung von Entwicklungsbiologie - wo Zellen benötigen Endozytose , um Form und Funktion , Prozesse, die mit großer räumlicher und zeitlicher Präzision inszeniert ändern. In diesem Zusammenhang wird fotoempfindlichenPeptiden die Manipulation des Komplexes Entwicklung eines mehrzelligen Organismus mit Hilfe von Lichtmustern zu ermöglichen. " Im Hinblick auf die Ergebnisse , arbeiten wir nun in Richtung einer allgemeinen Rezept, um photoschaltbare hemmende Peptide, die verwendet werden können , um andere Protein-Protein- Wechselwirkungen in den Zellen durch leichten manipulieren , zu gestalten ", erklären die Forscher.

Gegen optopharmacology oder therapeutische Moleküle, die durch Licht reguliert

"Das erste Durchbruch wird es uns ermöglichen , die gleiche Art von Peptiden für chemisch- medizinischen Anwendungen generieren ", sagt Giralt . Dr. Gorostiza war die Person, auf die Idee der Manipulation von biologischen und pharmakologischen Prozesse durch den Einsatz von Licht , nachdem er fünf Jahren spezialisiert auf diesem Gebiet an der University of California in Berkeley kam . Der Koordinator des ERC Starting Grant -Projekt " OpticalBullet " und des ERC Proof of Concept " Theralight ", beide mit Zusammenarbeit mit Giralt Labor , erklärt, dass " die meisten unmittelbaren therapeutischen Anwendungen, die wir erwarten können, ist für die Krankheiten, die oberflächlichen Gewebe wie die Haut, die Netzhaut und die meisten externen Schleimhäute . "

Die Modifizierung der biologischen Prozesse mit Hilfe von Licht auf die Entwicklung von innovativen Werkzeugen für Biologie und Medizin und die Erschließung neuer Forschungsfelder , wie optopharmacology und Optogenetik führend . Die Kombination von Medikamenten mit externen Einrichtungen , um Licht zu steuern , kann zur Entwicklung der personalisierten Medizin , in denen Behandlungen an jeden Patienten angepasst werden , beitragen , wodurch die Zeit gegeben Regionen behandelt werden, damit deutlich Reduzierung unerwünschter Wirkungen .

Verbesserungen bei der Laser und Chemieingenieurwesen

Um auf die Entwicklung von lichtempfindlichen Medikamenten arbeiten , müssen wir die photochemische Reaktion der Verbindungen zu verbessern und in der Lage, sie im sichtbaren Bereich zu stimulieren. " Längerer Beleuchtung mit UV-Licht ist giftig für Zellen und ist daher eine klare Begrenzung und hat eine geringe Gewebepenetration Kapazität", erklärt Giralt als Beispiel. Weiterhin können die photo Umsetzung der Verbindungen muss verbessert ebenso wie ihre Stabilität im Dunkeln , um in der Lage, "on demand , gestalten sie in einer Weise, dass sie sich entspannen , wenn rasch die Bestrahlung mit Licht stoppt , oder dass sie " erinnern werden " für Stunden oder Tage der Lichtstimulation erhalten ", ergänzt Gorostiza .

Diese Studie hat auch involviert das Team unter IRB Barcelona Advanced Digital Mikroskopie Plattform , die eine Ad-hoc- Programm in der Lage, qualitativ und quantitativ zu bestätigen die Wirkungen der Peptide innerhalb der Zelle in Echtzeit werden bestimmt. Auch auf dem Gebiet der Biologie, das Team wurde von Dr. Artur Llobet Gruppe am IDIBELL unterstützt.