Ученые из Института исследований госпиталя дель Мар в Барселоне выяснили, что аминокислоты — строительные блоки белков — играют ключевую роль в том, как клетки реагируют на лекарства. Как кирпичики в сложной конструкции, они взаимодействуют друг с другом, управляя откликом клетки. Открытие поможет в создании более безопасных и эффективных препаратов. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Исследователи сосредоточились на одном из рецепторов клеточной мембраны — каннабиноидном рецепторе второго типа (CB2), важном компоненте иммунной системы. Он относится к семейству рецепторов, связанных с G-белками (GPCR), которые участвуют в передаче сигналов внутрь клетки. Эти рецепторы — мишени примерно для трети всех одобренных препаратов, включая лекарства от сердечно-сосудистых заболеваний, рака, астмы и психических расстройств.
С помощью компьютерного моделирования, лабораторных экспериментов и методов машинного обучения исследователи проанализировали влияние каждой аминокислоты на поведение рецептора.
Оказалось, что аминокислоты действуют не поодиночке, а в постоянном взаимодействии друг с другом, формируя динамическую сеть. Эта сеть определяет, каким будет отклик клетки на внешние сигналы — будь то лекарство, стресс или изменения среды. В случае CB2-рецептора это позволяет направить ответ клетки по «хорошему» пути, избегая нежелательных эффектов.
«Самое захватывающее — это то, что мы поняли, как эти маленькие элементы работают в сложной сети и управляют клеточными реакциями, — объяснила доктор Яна Селент, руководитель проекта. — Теперь, воздействуя на ключевые точки в этой сети, мы можем разрабатывать лекарства, которые запускают строго определенную реакцию».
По мнению авторов исследования, новое понимание работы рецепторов может стать основой для более тонкой настройки терапии различных заболеваний.
Ранее был найден способ отслеживать лечение рака в отдельных клетках.