znanost 3.10.2017 17:01

Odkritje slovenskih znanstvenikov bo pohitrilo razvoj zdravil

Ljubljana, 3. oktobra - Znanstveniki Instituta Jožef Stefan (IJS) in centra odličnosti CIPKeBiP so opisali novo metodo, ki omogoča zelo hitro, učinkovito in zanesljivo določevanje specifičnosti proteaz - skupine encimov, izjemno pomembnih za zdravje. Postopek bo po besedah znanstvenika Marka Fonovića pohitril in poenostavil postopek razvoja zdravil.

Ljubljana.
Molekula proteaze, ki ima v aktivno mesto vezan peptidni inhibitor.
Foto: KI

Ljubljana.
Shema metode DIPPS.
Foto: KI

Ljubljana.
Masni spektrometer visoke ločljivosti, na katerem je bila raziskava opravljena.
Foto: KI

Proteaze so za zdravje izjemno pomembna skupina encimov, zato se z njimi ukvarja veliko raziskovalnih skupin, pa tudi farmacevtskih in biotehnoloških podjetij. Nepravilno delovanje proteaz je namreč povezano z nastankom številnih bolezenskih stanj, zato zaviralci proteaz predstavljajo pomemben del proizvodnje zdravil, je pojasnil Fonović.

Za njihov uspešen razvoj so bistvenega pomena tudi hitri in občutljivi testi aktivnosti tarčnih proteaz, za katere pa je potrebno natančno poznavanje njihove specifičnosti. To pomeni, da morajo raziskovalci poznati aminokislinsko zaporedje, ki se prilega proteaznemu aktivnemu mestu, zato da isto zaporedje uporabijo tudi za sestavo zaviralcev.

Trenutne metode, ki so na voljo za takšne študije, so dolgotrajne in eksperimentalno zapletene, poleg tega zaradi različnih tehničnih omejitev pogosto ne dajo dovolj zanesljivega rezultata. Pristop, ki so ga razvili znanstveniki IJS, pa po njihovih navedbah omogoča učinkovito, zanesljivo in hitro določanje specifičnosti proteaz. Opraviti ga je namreč mogoče v samo dveh dneh, medtem ko dosedanje metode trajajo od enega do dveh tednov.

Metoda, poimenovana DIPPS, je tudi edina, ki omogoča določitev specifičnosti proteaz, ki delujejo v ekstremnih razmerah, kot so visoke temperature (od 50 do 100 stopinj Celzija) ter v kislem oziroma bazičnem okolju.

Zaradi svoje vsestranskosti je metoda po pojasnilih raziskovalcev zelo uporabna v farmaciji pri razvoju testov za spremljanje aktivnosti proteaz, v biotehnoloških raziskavah pri testiranju biotehnološko uporabnih proteaz v ekstremnih pogojih in v biomedicini pri razvoju molekularnih orodij za študij proteaz.

Proteaze so encimi, ki razgrajujejo proteine in s tem vplivajo na različne fiziološke procese. Farmacevtska industrija zaviralce proteaz že uspešno uporablja kot zdravila za bolezni, kot so AIDS, hipertenzija, tromboza in nekatere oblike raka, še več pa jih je v različnih stopnjah kliničnih testiranj.

Proteaze pa so pomembne tudi kot diagnostično in prognostično sredstvo. V zadnjem desetletju se vedno bolj uveljavlja uporaba fluorescenčno označenih molekularnih sond, ki so nekakšni označevalci proteaz. Takšne sonde po vnosu v organizem označijo obolela tkiva, kjer je povečana količina proteaz. Tako se prizadeta tkiva lažje identificira in po potrebi tudi kirurško odstrani. S pomočjo takšnih sond pa je mogoče tudi spremljati količino določene proteaze v organizmu in tako napovedati potek bolezni, ki je z njo povezana, je pojasnil Fonović.

Raziskava je bila objavljena v ugledni znanstveni reviji EMBO Journal. Pri raziskavi so sodelovali sodelavci Odseka za biokemijo, molekularno in strukturno biologijo IJS in centra odličnosti CIPKeBiP Robert Vidmar, Matej Vizovišek, Dušan Turk, Boris Turk in Marko Fonović.

Pristop, ki je v celoti plod domačega znanja, je sprožil veliko zanimanje v mednarodnih znanstvenih krogih. Takoj po objavi je raziskovalno skupino kontaktirala tudi ena izmed vodilnih svetovnih farmacevtskih družb in izrazila interes za njeno uporabo, so še zapisali na IJS.