Som de første i verden har et dansk forskerteam fra Institut for Lægemiddeldesign og Farmakologi på Københavns Universitet, formået at kortlægge og fremstille to vigtige stoffer, som i høj grad kan påvirke den fremtidige lægemiddelforskning.
Sommetider er bivirkningerne ved medicin så voldsomme, at patienterne må tage anden medicin for at dæmpe dem.
Andre gange kommer patienter til at tage unødigt meget medicin.
Et gennembrud, der åbner for helt nye muligheder for at udvikle og fremstille medicin, der virker bedre og giver færre bivirkninger, og et godt eksempel på tværfaglig forskning giver gode resultater ifølge professor Kristian Strømgaard, der står bag dette nye studie.
To unikke naturstoffer (YM og FR) er betydningsfulde
De to unikke naturstoffer (YM og FR) er så betydningsfulde, fordi de som nogle af de eneste kan hæmme det specifikke G-protein i vores celler. Det er en stor fordel for lægemiddelforskerne at kunne blokere G- proteinet, da de derved kan få et lægemiddel til kun at ramme de dele af cellen, der er relevante.
Når G-proteinet ikke bliver blokeret, rammer lægemidlet nemlig alle dele af cellen, og det gør det sværere at udvikle ny, specifik medicin.
CPCR eller G-protein-koblede receptorer er beskrevet som den mest livsnødvendige gruppe proteiner. 30-50 procent af alle lægemidler virker via de G-protein-koblede receptorer i medicin til alt fra hjertesygdomme til smerte, fordi de er lette at påvirke.
Disse receptorer er prominente medlemmer af en familie af membramproteiner kaldet 7TMR – et kort navn for 7 transmembrane receptorer.
Alle G-protein-koblede receptorer sidder i cellemembranen og er populært sagt cellernes ”dørvogtere”, og de styrer den måde, cellerne kommunikerer på.
Når G-protein-koblede receptorer på indersiden af cellemembranen sender signalstoffer ind i cellens indre, har cellerne udviklet en ”afdæmpningsmekanisme” for ikke at blive overstimuleret.
Nobelprisen i kemi i 2012 blev tildelt amerikanerne Brian K. Kobilka og Robert J. Lefkowitz for deres arbejde med GPCR og deres funktion. De isolerede og kortlagde de såkaldte G-protein-koblede receptorer.
Det lykkedes for Brian Kobilka som ung nyuddannet læge sammen med en forskergruppe i 1991 at isolere genet, og ved at læse koden afsløredes det, at receptoren består af syv lange spiralformede strenge (helixer), som slynger sig gennem cellemembranen.
Hans mål var at forstå, hvordan receptorerne fungerer ved at optage røntgenbilleder af receptoren. Det var en uhyre kompliceret opgave, og det tog 20 år, før det endelig lykkedes i 2011.
Gruppen fik et billede af receptoren netop i det øjeblik, hvor den overfører signalet fra hormonet på ydersiden til G-proteinet på indersiden af cellen.
Herved afsløredes mekanismen i receptoren:
Binding af hormonet til de syv spiralstrenge uden for cellen får spiralstrengenes ender inde i cellen til at danne et hulrum, som netop passer til G-proteinets rumlige struktur.
Når G-proteinet er koblet til receptoren, aktiveres det og igangsætter en række processer inde i cellen.
På celleniveau virker alle lægemidler fra ydersiden til det inderste af cellen. Lægemiddelforskere vil imidlertid gerne forfine denne bevægelse, så lægemidlet kun rammer de dele af cellen, der er relevante for eksempel ved at blokere det såkaldte G-protein.
I dag kender forskerne til to naturstoffer, som kan dette. Stofferne findes i bakteriesuppe og planter, men hidtil har stofferne ikke været tilgængelige i tilstrækkeligt omfang, til at forskere har kunnet bruge dem i deres forskning. Derfor er danskernes kunstige fremstilling af de værdifulde stoffer en vigtig og god nyhed.
Det har taget de danske forskerne 2 år at komme frem til, hvordan de to stoffer skal laves. Det er meget komplicerede stoffer, og det har været en svær proces, hvor vi skal igennem 30 trin for at fremstille stofferne”, siger Kristian Strømgaard
Udover fremstillingen af de to stoffer er det også lykkedes forskerholdet at udvikle ti helt nye varianter, som yderligere kan give forskerne en ide om stoffernes biologiske virkning.
Forskerne håber, at de på sigt kan designe medicin, som for eksempel kan virke på G-proteiner med kræftmutationer.
Kilde:
Videnskab.dk
Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet
Institut for Lægemiddeldesign og Farmakologi
