Хімічні нанотехнології: розробка ліків, контрольованих світлом

Лабораторія дизайну, синтезу і будови білків і пептидів, очолювана доктором Джіральтом, синтезувала два пептиду (протеїни), які здатні змінювати свою форму під впливом світла, тим самим дозволяючи або забороняючи специфічну взаємодію виду протеїн-протеїн.

Зв`язок цих двох протеїнів необхідна для ендоцитозу, процесу, за допомогою якого молекули проникають через мембрани клітин. У роботі над моделлю світлочутливих пептидів, що тривала чотири роки, взяли участь також Лора неволі (Laura Nevola) і Андрес Мартін-Куірос (Andr s Mart n-Quir s). 

«Світлочутливі пептиди діють як своєрідний світлофор, даючи зелене або червоне світло ендоцитозу клітини. Вони являють собою потужний інструмент клітинної біології. Ці молекули дали можливість використовувати сфокусований світло для контролю за біологічними процесами і їх вивчення ».

«Учені підкреслюють можливість негайного використання цих молекул в процесі досліджень, наприклад, ендоцитозу в ракових клітинах (де цей процес некерований) в лабораторних умовах, що може дозволити селективне придушення поширення цих клітин. Також може з`явитися можливість вивчення біології розвитку, де клітинам необхідний ендоцитоз для зміни їх форми і функцій.

У цьому сенсі світлочутливі пептиди уможливлять маніпуляцію комплексним розвитком багатоклітинних організмів застосуванням різних шаблонів світлової дії. «У світлі отриманих результатів, ми ведемо зараз роботу в напрямку створення« светопереключаемих »інгібіторних пептидів, які можуть використовуватися для маніпулювання іншими взаємодіями виду протеїн-протеїн всередині клітини».

«Даний прорив дасть можливість створити такий же тип пептидів для медико-хімічних застосувань». Доктор Горостіза запропонував ідею маніпулювання біологічними і фармакологічними процесами за допомогою світла, після п`яти років роботи в цій галузі в Університеті Каліфорнії. «Саме реальне в даний час використання подібних методів полягає в терапевтичному лікуванні хвороб, які зачіпають поверхневі тканини - шкіру, сітківку і зовнішні слизові оболонки.

Модифікація біологічних процесів світлом призведе до розробки інструментів біології і медицини і відкриття нових областей дослідницької діяльності, як оптофармакологія і оптогенетики. Комбінація ліків і зовнішніх приладів контролю освітлення внесе вклад у розвиток персоналізованої медицини, в якій лікування адаптується до кожного конкретного пацієнта, обмежуючи час терапії і знижуючи побічні ефекти.

При роботі над світлочутливими препаратами належить знайти способи посилення фотохімічної чутливості компонентів і метод їх стимулювання у видимому спектрі випромінювання. «Тривала дія ультрафіолетовими променями токсично для клітин, а також має обмежену здатність проникнення через тканини».

Необхідно вдосконалити процес фотопреобразованія компонентів і їх стабільність в темряві, щоб при необхідності, при знятті світлового впливу, вони швидко переходили в «спокійний стан», або могли надовго запам`ятовувати отримане світловий вплив після його зняття ».

У роботі взяв також участь Барселонський Інститут Передовий цифровий мікроскоп, який розробив спеціальну програму для кількісної та якісної оцінки впливу пептидів на клітини в режимі реального часу.

Поділитися в соц мережах: