Международен екип от учени картографира молекулярен комплекс, който може да помогне за разработването на по-добри лекарства с по-малко странични ефекти за остеопороза и рак.

Изследователски институт Ван Андел

сочи

Изображенията с почти атомна разделителна способност изобразяват паратиреоиден хормон рецептор-1 (PTH1R), молекула, която предава сигнали към и от клетките, взаимодействайки с два ключови посланика: молекула, имитираща паратиреоиден хормон, един от най-важните регулатори на нивата. в света. тяло и стимулиращ G протеин, молекула, която медиира костния обмен.

Констатациите, публикувани днес в Science, дават на изследователите по-добър план за проектиране на лекарства за остеопороза и други състояния, като хахексия, което причинява тежка слабост и загуба на тегло, което може да бъде фатално при пациенти с рак.

В световен мащаб над 200 милиона души имат остеопороза и дори повече имат ниска костна плътност. През следващите години експертите по обществено здраве очакват тези цифри да нараснат, отчасти поради застаряващото население. Те също така се страхуват от увеличаване на свързаните с остеопороза фрактури поради по-малко хора, които приемат настоящи лекарства поради редки странични ефекти.

„Разбирането как всички тези молекули се обединяват е липсващо парче от пъзела от откриването на паратиреоидния хормон преди 80 години“, каза Х. Ерик Сю, д-р, професор в Изследователския институт Ван Андел (VARI). ) и съавтор на изследването. "Това е страхотна стъпка напред, която се надяваме един ден да помогне на хората по света".

PTH1R е молекулярен комуникационен канал между клетките и тяхната среда, който подпомага развитието на костите, кожата и хрущяла и регулира нивата на калций в кръвта.

За целта той взаимодейства с молекулярни пратеници, като паратиреоиден хормон, които гарантират, че кръвният поток има подходящото количество калций, за да поддържа здравословна функция.

Въпреки това, твърде много паратиреоиден хормон може да причини хаос по тялото, увеличавайки количеството калций в кръвта до опасни нива, насърчавайки образуването на камъни в бъбреците и премахвайки калция от костите, което може да причини опустошителни фрактури. Твърде малко изгражда метаболизма и допринася за умора, наддаване на тегло, депресия и редица други проблеми.

Днешните констатации също така предоставят информация за G-протеин-свързани рецептори (GPCRs), семейство от сигнални молекули, към които принадлежи PTH1R. Взети заедно, GPCRs са насочени към почти 30 процента от лекарствата, предлагани в момента на пазара.

Прозрачно е трудно да се визуализират GPCR, като се използват традиционни рентгенови кристалографски методи; Към днешна дата само около 40 от над 800 общо GPCR са определили структурите си. За да визуализира текущата структура, екипът използва иновативна техника, наречена криоелектронна микроскопия (cryo-EM), която е способна да изобразява молекули с безпрецедентна яснота и може по-лесно да визуализира молекули като GPCR, които са вградени в клетъчната мембрана.