Als je één GSK3-molecuul hebt gezien, ga er niet vanuit dat je ze allemaal hebt gezien. Een nieuwe studie in Ontwikkelingscel onthult belangrijke verschillen in twee vergelijkbare vormen van GSK3, die, in overmaat, is betrokken bij diabetes, kanker, Alzheimer en ALS.

In de studie, eerste auteur Xi Chen - een promovendus in het USC Stem Cell-laboratorium van Qi-Long Ying - beschrijft hoe de twee vergelijkbare vormen - bekend als GSK3-beta en GSK3-alpha - zeer verschillende reacties kunnen produceren in embryonale stamcellen. Het remmen van GSK3-bèta kan de zelfvernieuwing van stamcellen bevorderen, terwijl het remmen van GSK3-alfa differentiatie in neurale cellen kan veroorzaken.

"De belangrijkste boodschap is dat selectieve remming van GSK3-alfa en GSK3-beta zeer duidelijke effecten heeft op het lot van embryonale stamcellen, " zei Ying, hoogleraar stamcelbiologie en regeneratieve geneeskunde aan het USC. "Dit geldt waarschijnlijk ook voor andere celtypen."

Om deze twee zeer vergelijkbare vormen van GSK3 selectief te remmen, het Ying Lab deed een beroep op de expertise van collega's van de afdeling Chemie van het USC Dornsife College of Letters, Kunsten en Wetenschappen.

"Dit is een elegante studie die het resultaat is van samenwerkingsinspanningen tussen twee laboratoria met complementaire expertise. We hebben een innovatieve chemische benadering gebruikt om een ​​biologisch probleem aan te pakken dat moeilijk te bestuderen zou zijn met conventionele methoden, " zei Chao Zhang, assistent-professor scheikunde.

Deze bevindingen hebben implicaties voor de ontwikkeling van geneesmiddelen die gericht zijn op het overactieve GSK3 bij bepaalde patiënten met diabetes, kanker, Alzheimer en ALS. Een medicijn dat zich richt op GSK3 in het algemeen kan onbedoelde bijwerkingen hebben. Echter, geen enkel medicijn kan zich richten op de ene vorm van GSK3 zonder de andere, vanwege hun zeer vergelijkbare structuren, wat de behoefte aan meer verfijnde benaderingen van behandeling benadrukt.

Het remmen van alleen GSK3-bèta zou ook een nuttig hulpmiddel kunnen zijn voor het produceren van stamcellen die niet alleen "pluripotent" zijn, maar ook kunnen bijdragen aan de vorming van embryo's. Deze zogenaamde naïeve pluripotente stamcellen kunnen elk celtype in het lichaam worden. Momenteel, wetenschappers hebben naïeve pluripotente stamcellen afgeleid van muizen en ratten, maar ze zijn er nog niet in geslaagd om naïeve pluripotente stamcellen van andere soorten te verkrijgen, inclusief mensen. Pluripotente menselijke stamcellen zijn de basisbouwstenen voor het regenereren van elk weefsel of orgaan in het lichaam.