Международная группа ученых изучает то, что один из авторов открытия назвал «селективностью диапазона» – способностью молекул, называемых лигандами, прикрепляться только к клеткам, чьи рецепторы достигают определенного количества. Зная, к примеру, колтичест во рецепторов раковых клеток, проще нацелить на них лиганды с прикрепленными к ним лекарствами, сообщает портал Phys.org.
Клеточное связывание, наблюдаемое в природе – где молекулы (вирусы, белки или лиганды), связываются со специфическими рецепторами в клетке, – может быть использовано для облегчения доставки лекарств. Исследователи из Имперского лондонского колледжа вместе с учеными из вузов Китая и Испании пытаются разгадать загадку связи лиганд-рецептор, чтобы с помощью этого механизма создать новый тип адресной доставки лекарств, который будет доставлять препараты точно к клеткам-мишеням, уменьшая количество побочных эффектов.
В ходе экспериментов один из ученых Имперского лондонского колледжа, доктор Стефано Ангиолетти-Уберти из отдела материалов, случайно натолкнулся на концепцию «селективности диапазона». Во время теоретического исследования связывания рецептор-лиганд он заметил, что лиганды не прикрепляются, если порог плотности рецепторов выше определенного уровня. Затем его команда перепроверила догадку и убедилась, что это не ошибка. В природе селективность по дальности достигается за счет баланса сил притяжения и отталкивания на молекулярном уровне. После определенного порога сила отталкивания должна перевешивать притяжение, и поэтому вероятность связывания гораздо меньше. Это связано с определенными физическими свойствами взаимодействий лиганд-рецептор.
Британские ученые использовали статистическое механическое моделирование, чтобы выяснить, как изменение определенных параметров может настроить баланс сил притяжения и отталкивания. Это позволило узнать верхний и нижний пределы диапазона селективности, который были затем подтверждены экспериментально другой группой ученых.
«Ключ к открытию высокоточной доставки лекарств может лежать в направлении создания носителей лекарств к клеткам с точным числом рецепторов», – сказал один из исследователей. «Если мы сможем выяснить, какие плотности рецепторов специфичны для различных заболеваний, то мы сможем эффективно лечить эти заболевания с меньшими побочными эффектами».
Исследователи говорят, что помимо нацеливания на лекарства, их работа предлагает важную информацию, которая может изменить способ проведения будущих исследований в этой области. Например, теперь исследователи могут принять во внимание, что простое увеличение количества рецепторов не обязательно увеличивает вероятность связывания, а может даже привести к ее значительному снижению. Также ученые хотят проверить идеи, которые могут каким-то образом объяснить, почему опухоли уклоняются от атаки иммунной системы. «Может ли быть, что плотность рецепторов опухолевых клеток выходит за пределы диапазона, на который запрограммированы нацеливаться иммунные клетки?».
Авторы научной работы сейчас изучают, как оптимизировать плотность рецепторов на клетках, чтобы гарантировать максимальное связывание, так как многие параметры, такие как рецептор и тип лиганда, могут влиять на силу этих связей.
