Una nueva técnica para evaluar la seguridad de los medicamentos puede detectar el estrés en las células en etapas más tempranas que los métodos convencionales, que dependen principalmente de la detección de la muerte celular. El nuevo método utiliza un sensor fluorescente que se enciende en una célula cuando las proteínas mal plegadas comienzan a agregarse -- un signo temprano de estrés celular. El método puede adaptarse para detectar agregados de proteínas causados por otras toxinas, así como enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson. Aparece un documento que describe el nuevo método, por un equipo de investigadores de la Universidad Penn State.en el diario Edición internacional Angewandte Chemie .
"El estrés proteico inducido por los medicamentos en las células es un factor clave para determinar la seguridad de los medicamentos", dijo Xin Zhang, profesor asistente de química y bioquímica y biología molecular en Penn State, autor principal del artículo ". Los medicamentos pueden causar proteínas".- que son largas cadenas de aminoácidos que deben plegarse con precisión para funcionar correctamente - para plegarse y agruparse en agregados que eventualmente pueden matar la célula. Nos propusimos desarrollar un sistema que pueda detectar estos agregados en etapas muy tempranasy que también utiliza tecnología que es asequible y accesible para muchos laboratorios ".
El nuevo sistema es el primero en usar un sensor fluorescente que no se enciende hasta que las proteínas mal plegadas comienzan a agregarse. Los investigadores diseñaron una proteína inestable, llamada AgHalo, que está etiquetada con un colorante fluorescente especial que se activa enun ambiente hidrofóbico, es decir, repelente al agua. Por lo general, las porciones hidrofóbicas de las proteínas están enterradas en la estructura de una proteína plegada adecuadamente porque el ambiente de la célula es principalmente agua. Cuando la proteína AgHalo comienza a plegarse y agregarse, el colorante puede interactuarcon las porciones hidrofóbicas de la proteína y comienzan a fluorescer.
Los sistemas anteriores usaban sensores que siempre estaban encendidos. Las células tendrían una fluorescencia difusa general antes de cualquier estrés y los sistemas solo podían detectar el estrés de las proteínas cuando las proteínas mal plegadas se agregaban, formando puntos de fluorescencia más brillantes que eran lo suficientemente grandes como para verse debajoun microscopio
"Una ventaja adicional de nuestro sistema es que el nivel de fluorescencia se correlaciona con la cantidad de agregación de proteínas en la célula, por lo que podemos cuantificar el nivel de estrés", dijo Yu Liu, un investigador postdoctoral en Penn State y el primer autor"Además, debido a que nuestro método mide el nivel de fluorescencia, en lugar de tener que identificar la fluorescencia bajo un microscopio, se puede hacer usando tecnología más accesible, como lectores de placas, y es mucho más alto rendimiento".
Los investigadores usaron su sensor para evaluar el nivel de estrés proteico causado por cinco medicamentos contra el cáncer de uso común. Aunque ninguno de los medicamentos que prueban causa una muerte celular significativa en las pruebas de seguridad farmacológicas anteriores, los cinco produjeron algún nivel de estrés proteicodetectable por el sensor AgHalo.
"Debido a que probamos los medicamentos contra el cáncer a dosis mucho más altas que las utilizadas típicamente para el tratamiento, nuestros resultados no necesariamente ponen en duda el uso continuado de estos medicamentos", dijo Liu. "Sin embargo, debido al estrés proteico a largo plazolos tratamientos podrían tener efectos duraderos, la evaluación de medicamentos con nuestro nuevo sensor ayudará en el desarrollo de medicamentos más seguros ".
El estrés de las proteínas puede ser inducido por muchos otros factores. El calor, las toxinas, las infecciones bacterianas, el cáncer e incluso el envejecimiento pueden hacer que las proteínas se plieguen mal y formen agregados en las células ".etapas iniciales y, por lo tanto, los investigadores pueden comenzar a estudiar los mecanismos que usan las células para combatir este estrés y desarrollar compuestos que puedan mejorar la capacidad de las células para manejar el estrés proteico ", dijo Zhang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :