Tim predvođen istraživačima sa Univerziteta u Torontu kreirao je platformu, nazvanu SIMPL2, koja poboljšava proučavanje interakcija protein-protein pojednostavljujući detekciju uz poboljšanje tačnosti merenja.
Interakcije između proteina igraju značajnu ulogu u biološkim procesima, uključujući i one koji su uključeni u bolesti. Tim koji stoji iza SIMPL2 platforme dizajnirao ju je da optimizuje sposobnost istraživača da mere interakcije proteina i proteina za ciljane terapije lekovima. Dok su se interakcije protein-protein ranije smatrale „nelekovitim“ korišćenjem malih molekula, platforma se bavi ovim izazovom olakšavajući merenje ovih interakcija – poboljšavajući naše razumevanje tipova molekula potrebnih za njihovu kontrolu.
„Razvijene su mnoge metode za merenje interakcija između proteina, posebno u novije vreme kada je značaj interakcija proteina u bolesti postao očigledniji“, rekao je Zhong Iao, prvi autor studije i viši naučni saradnik U of T Donnelli centra za ćeliju. i Biomolekularna istraživanja.
„Međutim, sve ove metode imaju nedostatke, uključujući visoke troškove i komplikovane procedure koje odlažu rezultate. Najveće prednosti naše SIMPL2 platforme su to što daje pouzdanija merenja i što je relativno jeftinija za korišćenje.“
Iao je počeo da radi na problemu merenja interakcije proteina dok je razvijao originalni SIMPL (Split-Intein Medicated Protein Ligation) sistem. SIMPL2 je ažuriranje SIMPL-a koje uključuje upotrebu podeljenog enzima luciferaze za detekciju interakcija proteina putem luminescencije. Pored poboljšanja identifikacije interakcija, ceo proces merenja se odvija kroz jedan medijum: tečnost. Ovo značajno pojednostavljuje proces smanjenjem broja koraka potrebnih za sprovođenje merenja.
„Jedan od problema sa SIMPL-om je bio to što smo morali da koristimo dodatni proces, nazvan ELISA, da identifikujemo proteine koje spaja SIMPL platforma“, rekao je Jao.
„Bio je to bolan proces koji je inače efikasnu tehnologiju učinio komplikovanijom i skupljom za upotrebu nego što je trebalo. SIMPL2 zahteva samo jedan korak, koji se može izvesti ručno, ili se može automatizovati za još veću efikasnost u studijama visokog protoka .“
Da bi testirao osetljivost i primenljivost nove platforme, istraživački tim ju je koristio za merenje interakcija između proteina na koje utiču modulatori. Modulatori proteina uključuju molekule koji inhibiraju interakcije između proteina, one koji olakšavaju interakcije proteina i one koji olakšavaju degradaciju ciljnih proteina. Utvrđeno je da SIMPL2 dobro funkcioniše u identifikaciji ovih interakcija, čak iu slučajevima kada su interakcije bile slabe.
Dok su kvantni računari i AI olakšali dizajniranje malih molekula za terapije lekovima, to je dovelo do potrebe za razvojem mnogo bržih metoda za validaciju efikasnosti novih lekova. SIMPL2 može zadovoljiti tu potrebu, jer se može koristiti za testiranje interakcija između novih molekula i njihovih ciljnih proteina u kultivisanim ljudskim ćelijama. Takođe je u stanju da drži korak sa brzinom kojom se dizajniraju novi molekuli.
„Dizajnirali smo SIMPL2 da bude univerzalni metod za proučavanje interakcija proteina koji je brz i jeftin, kao i veoma osetljiv“, rekao je Igor Štagljar, glavni istraživač studije i profesor biohemije na Medicinskom fakultetu U of T Temerti.
„Sada kada smo optimizovali platformu, naš sledeći korak je da je koristimo za proučavanje interakcija koje igraju ključnu ulogu u bolestima, poput raka, da naučimo kako da razvijemo terapije lekovima. Ovaj rad će uključivati korišćenje kvantnih računara i AI u saradnji sa laboratorijom Alana Aspuru-Guzika na U of T i Insilico Medicine, globalnog lidera u otkrivanju generativnih AI lekova.“
