In vitro -yhteensopivat menetelmät molekyylihajottajien seulontaan
Lahti, Sara (2024-05-27)
In vitro -yhteensopivat menetelmät molekyylihajottajien seulontaan
(27.05.2024)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024060646023
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024060646023
Tiivistelmä
Tällä hetkellä perinteisessä lääkekehityksessä on keskitytty sellaisten yhdisteiden kehittämiseen, jotka muokkaavat proteiinien toimintaa. Kuitenkaan kaikissa sairauksissa pelkän proteiinin toiminnan muokkaaminen ei riitä vaan koko proteiini on hajotettava. Tällöin esiin nousee kohdennettu proteiinien hajottaminen (engl. targeted protein degradation, TPD).
TPD on kehittymässä uudeksi lähestymistavaksi syöpäsairauksien, tulehdus- ja immuunisairauksien sekä infektioiden hoitoon. Viimeaikaiset edistysaskeleet ovat johtaneet sellaisten molekyylien kehittämiseen, joiden avulla solun oma hajotuskoneisto hajottaa proteiinin kokonaan sen toiminnan estämisen sijaan. Nämä molekyylit ovat parhaillaan ihmiskokeissa, ja osalla niistä on jo lupaavia kliinisiä tuloksia. TPD:ssä tutkittavat proteiinit hajotetaan ubikinaation ja proteasomivälitteisen hajoamisen avulla. Tämän lähestymistavan keskiössä on kolmiosainen kompleksi, joka muodostuu E3-ubikitiiniligaasista, kohdeproteiinista sekä hajottajamolekyylistä. Hajottajamolekyylit voivat olla joko yhden- tai kahdenarvoisia, riippuen molekyylin sisältämien eroteltavissa olevien kohdistusosien määrästä. Tällä hetkellä eniten käytetyt molekyylihajottajaluokat TPD:ssä ovat yhdenarvoiset molekyyliliimahajottajat sekä kahdenarvoiset PROTACit. Yhdenarvoiset hajottajat ovat linkkerittömiä molekyylejä. Kahdenarvoiset hajottajat koostuvat linkkeristä sekä E3-ubikitiiniligaasin ja kohdeproteiinin ligandeista.
TPD:ssä muodostuvan kolmiosaisen kompleksin karakterisoimiseksi on kehitetty erilaisia kokeellisia tekniikoita ja määrityksiä. Yleisimmin käytetyt määritykset voidaan jakaa karkeasti kolmeen luokkaan: kohteen sitoutumiseen liittyviin määrityksiin, kolmiosaisen kompleksin muodostumiseen liittyviin määrityksiin sekä funktionaalisiin solututkimusmäärityksiin. Kohteen sitoutumista koskevissa määrityksissä mitataan molekyylihajottajan kykyä sitoutua kohdeproteiiniin tai E3-ubikitiiniligaasiin. Näitä menetelmiä ovat esimerkiksi isoterminen titrauskalorimetria ja pintaplasmoniresonanssi. Kolmiosaisen kompleksin muodostumiseen kohdistuvia menetelmiä ovat aikaerotteinen Försterin resonanssienergiansiirto ja ALPHA-menetelmät. Määrityksiä käytetään hajottajien karakterisointiin, niiden spesifisyyden arviointiin sekä mahdollisten terapeuttisten hyötyjen määrittämiseen.
TPD on kehittymässä uudeksi lähestymistavaksi syöpäsairauksien, tulehdus- ja immuunisairauksien sekä infektioiden hoitoon. Viimeaikaiset edistysaskeleet ovat johtaneet sellaisten molekyylien kehittämiseen, joiden avulla solun oma hajotuskoneisto hajottaa proteiinin kokonaan sen toiminnan estämisen sijaan. Nämä molekyylit ovat parhaillaan ihmiskokeissa, ja osalla niistä on jo lupaavia kliinisiä tuloksia. TPD:ssä tutkittavat proteiinit hajotetaan ubikinaation ja proteasomivälitteisen hajoamisen avulla. Tämän lähestymistavan keskiössä on kolmiosainen kompleksi, joka muodostuu E3-ubikitiiniligaasista, kohdeproteiinista sekä hajottajamolekyylistä. Hajottajamolekyylit voivat olla joko yhden- tai kahdenarvoisia, riippuen molekyylin sisältämien eroteltavissa olevien kohdistusosien määrästä. Tällä hetkellä eniten käytetyt molekyylihajottajaluokat TPD:ssä ovat yhdenarvoiset molekyyliliimahajottajat sekä kahdenarvoiset PROTACit. Yhdenarvoiset hajottajat ovat linkkerittömiä molekyylejä. Kahdenarvoiset hajottajat koostuvat linkkeristä sekä E3-ubikitiiniligaasin ja kohdeproteiinin ligandeista.
TPD:ssä muodostuvan kolmiosaisen kompleksin karakterisoimiseksi on kehitetty erilaisia kokeellisia tekniikoita ja määrityksiä. Yleisimmin käytetyt määritykset voidaan jakaa karkeasti kolmeen luokkaan: kohteen sitoutumiseen liittyviin määrityksiin, kolmiosaisen kompleksin muodostumiseen liittyviin määrityksiin sekä funktionaalisiin solututkimusmäärityksiin. Kohteen sitoutumista koskevissa määrityksissä mitataan molekyylihajottajan kykyä sitoutua kohdeproteiiniin tai E3-ubikitiiniligaasiin. Näitä menetelmiä ovat esimerkiksi isoterminen titrauskalorimetria ja pintaplasmoniresonanssi. Kolmiosaisen kompleksin muodostumiseen kohdistuvia menetelmiä ovat aikaerotteinen Försterin resonanssienergiansiirto ja ALPHA-menetelmät. Määrityksiä käytetään hajottajien karakterisointiin, niiden spesifisyyden arviointiin sekä mahdollisten terapeuttisten hyötyjen määrittämiseen.