I chimici della UF avanzano una nuova frontiera nella progettazione dei farmaci

Foto per gentile concessione di Matthew Eddy.

Un gruppo di ricerca indaga su un meccanismo a lungo trascurato alla base del trattamento della malattia

Di Emma Barrett – 22 febbraio 2023

Un team di ricercatori dell’UF ha fatto avanzare la nostra comprensione degli strati protettivi sulle cellule: una scoperta microscopica con un grande potenziale per la futura progettazione di farmaci. Il team, tra cui Matthew Eddy, assistente professore di chimica, e gli studenti laureati Naveen Thakur e Arka Ray, ha pubblicato i suoi risultati sulla principale rivista scientifica Nature Communications. I risultati aprono la strada allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche associate a condizioni patologiche come l’infiammazione, le malattie neurodegenerative e il cancro con l’obiettivo di far progredire la progettazione di farmaci.

Secondo i ricercatori, i recettori accoppiati alle proteine ​​G (GPCR), che sono incorporati nei fosfolipidi delle membrane cellulari, sono una parte cruciale di molti processi fisiologici. Rilevano segnali provenienti da stimoli esterni, come ormoni, neurotrasmettitori e farmaci, e li trasmettono all'interno della cellula, innescando una risposta fisiologica. Nonostante la loro importanza, con un terzo dei farmaci approvati dalla FDA che prendono di mira i GPCR, la comprensione scientifica dei meccanismi alla base della segnalazione dei GPCR rimane limitata. Pertanto, il team ha cercato di espandere questa conoscenza.

"Il nostro studio evidenzia l'importanza di studiare la membrana cellulare in modo più dettagliato, poiché queste proteine ​​di segnalazione cellulare trascorrono la maggior parte del loro tempo lì", hanno detto i ricercatori.

Dopo aver testato la risposta ai farmaci in una varietà di ambienti di membrana, hanno scoperto che la composizione della membrana cellulare può alterare in modo significativo la risposta delle proteine ​​​​recettrici ai farmaci. Di conseguenza, fattori ereditari o ambientali che influenzano la composizione della membrana cellulare, come il metabolismo, la dieta e la malattia, possono influenzare il modo in cui i farmaci interagiscono con il corpo umano.

Le nuove conoscenze acquisite da questa ricerca mostrano che lipidi specifici possono avere un impatto significativo sull'attivazione di un tipo di GPCR che funge da obiettivo importante nel trattamento del morbo di Parkinson e di diversi tumori. Il team sottolinea il potenziale per l’esplorazione futura di questo recettore, chiamato recettore dell’adenosina A2A, come bersaglio per le immunoterapie contro il cancro.

La ricerca ha infine fornito nuove informazioni sulla regolazione dei processi cellulari da parte dei GPCR e ha fornito nuovi criteri per la progettazione razionale dei farmaci che tengono maggiormente in considerazione l'ambiente cellulare, il che evidentemente aumenta l'efficacia del farmaco e contribuisce alla scoperta di farmaci.

I risultati sono stati resi possibili da un approccio scientifico integrato tra gruppi di ricerca dell’Università della Florida, del National Institutes of Health e dell’Università del Delaware. “Siamo orgogliosi di far parte di un team collaborativo e interdisciplinare che ha utilizzato un’ampia gamma di metodologie sperimentali, computazionali e basate su cellule per affrontare il problema della ricerca da più angolazioni”, hanno affermato i ricercatori.

Durante l'esplorazione dell'approccio su più fronti, gli studenti laureati dell'UF che hanno condotto lo studio hanno avuto la possibilità di sviluppare competenze critiche per il loro sviluppo professionale, tra cui la comunicazione scientifica, la gestione dei progetti e il lavoro di squadra.

"Nel corso di questo progetto, ho sperimentato una notevole crescita come ricercatore", ha affermato Thakur. "Le mie aspirazioni professionali sono guidare la ricerca nella scoperta di farmaci all'avanguardia nel settore farmaceutico e sono fiducioso che la mia esperienza attuale mi abbia fornito gli strumenti per avere successo nella mia carriera futura."

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