Лекарственные протеины смогут проникать во внутриклеточное пространство

Одна из самых обескураживающих трудностей, с которыми сталкиваются разработчики лекарств, — существование «протеинов, невосприимчивых к каким-либо препаратам»: около 80% белков, принимающих деятельное участие в развитии человеческих хворей, находится вне лекарственной досягаемости.

Однако в Йельском университете (США), кажется, знают, какие активные препараты нужны для недоступных прежде протеинов. Почитать об этом можно в журнале Chemistry & Biology.

Около 80% белков, принимающих деятельное участие в развитии человеческих хворей, находится в лекарственной недосягаемости. (Иллюстрация Michael Helfenbein.)

Их действительно мало — молекул или частиц (не забудем и о наночастицах), способных безнаказанно проникать сквозь клеточные мембраны и уже там, внутри клетки, пресекать нежелательное взаимодействие протеинов. Например, специально созданные белки или полипептиды зачастую являются великолепными блокираторами взаимодействия протеинов в пробирке, но подавляющему большинству из них никогда не преодолеть клеточной мембраны и не добраться до места назначения. Это (в том числе) объясняет огромный поток победных научных реляций, которые ни к чему не приводят... Пока не приводят. И вот учёным удалось идентифицировать сигнал, способный посодействовать протеинам в проникновении сквозь клеточные кордоны.

Большинство лекарств является так называемыми малыми молекулами (молекулярная масса менее 500–1 000 единиц), форма и строение которых позволяют им попадать внутрь центров взаимодействия протеинов (карманов), чтобы заблокировать протекание какой-либо химической реакции (речь о ферментах, катализирующих химические реакции). Однако часто протеины, участвующие в развитии болезней, не производят никаких химических реакций, то есть не являются ферментами. Вместо этого они соединяются с другими протеинами, молекулами ДНК или РНК. Как ни странно, для такого типа взаимодействий практически невозможно подобрать малую молекулу, которая могла бы служить эффективным блокиратором. Зато это вполне реализуемо, если блокиратором выступит другой, специально разработанный (или модифицированный природный) белок. К сожалению, хотя белки и используются в качестве лекарств, областью их применения является исключительно внеклеточное пространство (причины см. выше), в то время как большинство болезней гнездится в клетках.

Итак, в Йеле идентифицирован молекулярный сигнал, который позволит потенциальным терапевтическим белкам оказываться внутри клеток, используя везикулы — небольшие пакеты молекулярной информации, которые сливаются с клеточными мембранами в процессе эндоцитоза (захвата клеткой внешнего материала). Сигнал помогает протеинам покидать везикулы, чтобы достичь внутреннего пространства клеток. А секрет — в использовании миниатюрного протеина 5.3 в паре с цинковым пальцем ZF5.3. Этот тандем продемонстрировал неожиданную лёгкость в проникновении во внутриклеточное пространство внутри эндосом, а также сверхвысокую скорость покидания своего плавсредства. Способность экстремально уникальная.

Правда, учёные пока не знают, как именно этот сигнал работает, но то, что он работает, — факт…

Подготовлено по материалам Йельского университета.