Forscher beschreiben neue technologische Plattform zur Beschleunigung der Arzneimittelentwicklung

Die Arzneimittelentwicklung ist derzeit ein äußerst langwieriger, teurer und ineffizienter Prozess. In einem Labor gewonnene Erkenntnisse sind oft sehr schwer zu reproduzieren, wenn sie einmal in Tiermodelle oder in den Menschen übertragen wurden.

Eine Familie pharmakologischer Ziele, auf die etwa 35 % der von der FDA zugelassenen Medikamente wirken, besteht aus Rezeptoren auf der Oberfläche von Zellen, die als „G-Protein-gekoppelte Rezeptoren“ oder GPCRs bezeichnet werden. Diese Membranproteine ​​erfassen eine Vielzahl von Signalen von außerhalb der Zelle, von Hormonen über Neurotransmitter bis hin zu Licht und Gerüchen, um Reaktionen der Zellen auszulösen, von Immunreaktionen bis hin zu Muskelkontraktionen.

In einer neuen Studie beschreiben Forscher der Chobanian & Avedisian School of Medicine der Boston University die Entwicklung einer neuen technologischen Plattform, die die Genauigkeit und Effizienz der Arzneimittelentwicklung im Zusammenhang mit einer großen Familie wichtiger pharmakologischer Ziele, d. h. GPCRs, verbessern und dies ermöglichen wird Informationen erhalten, die zuvor unerreichbar waren.

Die Arbeit erscheint In Zelle.

„Die neue technologische Plattform [consists of] Biosensoren, die es uns ermöglichen, die Aktivität von GPCRs in ihrem natürlichen zellulären Kontext und in Echtzeit nicht nur mit beispielloser Genauigkeit, sondern auch relativ einfach zu erfassen. „Eine Neuheit dieser Plattform ist, dass sie für andere einfach zu implementieren ist und dass sie über ein öffentliches Repository wie Open Source leicht verfügbar gemacht wurde“, erklärt Remi Janicot, Erstautor der Studie und Doktorand in das Labor von Mikel Garcia-Marcos, Ph.D., Professor für Biochemie und Zellbiologie an der Schule.

Die Forscher verwendeten molekulare Technik, um diese Biosensoren zu entwickeln, künstliche Gene, die – sobald sie als Proteine ​​in Zellen exprimiert wurden – die Aktivierung sehr spezifischer zellulärer Reaktionen in Echtzeit erkennen konnten. Die Forscher zeigten dann, dass diese Biosensoren genutzt werden könnten, um zu charakterisieren, wie viele verschiedene natürliche Liganden und synthetische Medikamente die Zellreaktionen verändern, wenn sie auf die große GPCR-Klasse von Rezeptoren einwirken.

Den Forschern zufolge könnte die beschriebene Biosensor-Plattform die Arzneimittelentwicklung für jede Krankheit beschleunigen, bei der GPCRs eine Rolle spielen. Die Liste ist nahezu endlos und umfasst neurodegenerative Erkrankungen, Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Fettleibigkeit und Asthma, um nur einige zu nennen.

„Zum Beispiel würde das anhaltende Interesse an der Entwicklung sichererer Opioid- oder Nicht-Opioid-Analgetika von den Merkmalen der in unserer Arbeit beschriebenen Technologie profitieren. Ebenso besteht ein enormes Interesse an der Entwicklung oral bioverfügbarer Ersatzstoffe für die als Ozempic und vermarkteten Anti-Adipositas-Medikamente.“ „Wegovy, das ebenfalls von der von uns beschriebenen Technologie profitieren würde“, sagte Garcia-Marcos.

Die Forscher hoffen, dass die in dieser Studie entwickelten Werkzeuge die Herangehensweise der Pharmakologie und Arzneimittelentwicklung an die Untersuchung einer großen und wichtigen Klasse von Zielmolekülen verändern werden.

„Da Medikamente, die auf diese Ziele wirken, bereits Teil des täglichen Lebens sind, sehen wir großes Potenzial darin, die Entdeckung verbesserter Medikamente für viele verschiedene Indikationen zu beschleunigen, von Analgetika bis hin zu Medikamenten gegen Fettleibigkeit“, fügte Janicot hinzu.