Механизм, который позволяет незаменимым веществам проникать в наши клетки, одновременно удаляя из них вредные компоненты, также имеет "нижняя сторона." Этот негативный аспект не позволяет жизненно важным лекарствам, таким как противораковые препараты, выполнять свои задуманные функции, а также позволяет бактериальным клеткам развивать устойчивость к проникновению антибиотиков.
Исследование, направленное на более полное понимание того, как работает этот селективный механизм – с целью лучшего контроля за ним с помощью новых разработок лекарств – является предметом статьи Еврейского университета в Иерусалиме и немецких исследователей,. был опубликован в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Транспортировка материалов в клетки и из них контролируется множеством белков, обнаруженных в мембране, окружающей живые клетки, которые называются "транспортеры." Именно эти транспортеры выполняют важную функцию, позволяя проникать жизненно важным соединениям, с одной стороны, и удалять токсичные соединения, с другой.
Обеспечивая важную стратегию выживания для организма, переносчики, которые удаляют токсичные соединения из клетки, были связаны со способностью бактериальной клетки развивать устойчивость к антибиотикам. В клетках млекопитающих переносчики ответственны за некоторые типы устойчивости раковых клеток к противоопухолевым препаратам (лекарствам против аномальных / злокачественных новообразований). Поскольку эта устойчивость создает серьезные проблемы при лечении рака и инфекционных заболеваний, эти белки являются важной мишенью для разработки лекарств.
Для прогресса в этом стремлении требуется более полное знание механизма транспортера, но, несмотря на многие исследования, этот механизм еще не полностью изучен. Однако хорошо известно, что существенная часть механизма проистекает из способности переносчика изменять конформации. Таким образом, сайт связывания конкретного переносчика альтернативно подвергается воздействию либо цитоплазмы клетки (внутренней), либо внешней среды, что позволяет белку связывать свои материалы на одной стороне клетки и транспортировать их на другую сторону.
Исследование, проведенное командой Еврейского университета и Германии, было сосредоточено на модельном переносчике, экспрессируемом в мозге: VMAT (переносчик везикулярных моноаминов). Известно, что VMAT транспортирует множество нейромедиаторов, таких как адреналин, дофамин и серотонин. Кроме того, он также может транспортировать MPP, нейротоксин, участвующий в моделях болезни Паркинсона.
Функциональная и структурная связь между VMAT и бактериальными переносчиками, ответственными за множественную лекарственную устойчивость, может указывать на общее происхождение обоих типов белков. Ряд исследований продемонстрировали важность VMAT в качестве мишени для лекарственной терапии при различных патологических состояниях, таких как высокое кровяное давление, гиперкинетические двигательные расстройства и синдром Туретта.