Ademen, zien, horen - de familie van G-eiwit-gekoppelde receptoren (GPCR's) is betrokken bij een verscheidenheid aan fysiologische processen en is ook de oorzaak van diverse ziekten. Zoals nu is ontdekt door een team van wetenschappers onder leiding van professor Ines Liebscher van de Universiteit van Leipzig, reageren sommige leden van de GPCR-familie op mechanische stimuli. In samenwerking met Chinese onderzoeksgroepen hebben ze een nieuwe mijlpaal bereikt op weg naar het begrijpen van het mechanisme waarmee deze receptorklasse wordt geactiveerd. Voor het eerst konden ze de structuur van specifieke actieve receptoren beschrijven. Hun bevindingen zijn nu gepubliceerd in het tijdschrift Nature .

"GPCR's zijn betrokken bij bijna alle fysiologische processen in het lichaam. GPCR's stellen mensen in staat om te zien, hun immuunsysteem te beheersen en de hormoonbalans te sturen", verklaarde professor Ines Liebscher van het Rudolf Schönheimer Instituut voor Biochemie aan de Faculteit der Geneeskunde, en benadrukte dat "ze zijn al vele jaren de focus van ons onderzoek en onderzoek naar GPCR's is van zo'n buitengewoon belang omdat de meeste goedgekeurde geneesmiddelen zich op deze receptorfamilie richten." GPCR's zijn receptoren die hun signalen doorgeven via zogenaamde G-eiwitten, daarom worden ze ook wel G-eiwitgekoppelde receptoren genoemd, of kortweg GPCR's.

De onderzoekers in Leipzig concentreren hun werk op een speciale klasse van receptoren, de zogenaamde adhesie-GPCR's. In samenwerking met verschillende Chinese teams van wetenschappers hebben de onderzoeksgroepen onder leiding van professor Ines Liebscher en professor Torsten Schöneberg nu de structuur van speciale receptormoleculen in hun actieve toestand kunnen beschrijven. Deze gegevens ondersteunen de bevindingen van zeven jaar geleden aan het Leipziger Instituut dat deze receptoren worden geactiveerd door een gebonden agonist in het molecuul. Verder toonden de Leipzigse onderzoekers aan dat mechanische stimuli een cruciale rol spelen bij de activering door de gebonden agonist. Het is nog steeds niet helemaal duidelijk hoe onze lichaamseigen cellen mechanica - in de vorm van trillingen, zwaartekracht, relatieve celbeweging of zwelling - als een signaal kunnen interpreteren. "Ons onderzoek heeft de basis gelegd voor onze partners uit China om structureel een scenario op te helderen van hoe mechanische stimuli in het molecuul worden herkend en als signalen worden overgedragen", zegt medisch wetenschapper en biochemicus Liebscher. "De resultaten zijn te vinden in de huidige studie."

Functionele aard van mechanosensitieve receptoren opgehelderd

"Ongeveer een derde van de GPCR-familie is nog steeds wees, wat betekent dat hun functie of activering onbekend is. Met ons huidige onderzoek hebben we een beslissende bijdrage geleverd aan een beter begrip van GPCR-structuren", zegt co-auteur Schöneberg, directeur van de Rudolf Schönheimer Instituut voor Biochemie. "De nieuwe onderzoeksresultaten zijn van groot belang als het gaat om het ontwikkelen van toekomstige therapievormen", concludeerde Liebscher. Ze is lid van de stuurgroep in de door de EU gefinancierde COST Action Adher´n Rise CA18240, die ze in 2019 succesvol binnenhaalde. Dit netwerk van wetenschappers uit 28 Europese landen heeft tot doel onderzoek naar adhesie G-eiwit-gekoppelde receptoren (aGPCR's) "van bank tot bed". De nieuwste bevindingen en benaderingen van adhesie GPCR-onderzoek zullen ook worden gepresenteerd op de internationale conferentie 4GPCRnet, waarvan professor Liebscher medeorganisator is. Deze bijeenkomst op hoog niveau vindt plaats van 26 tot 29 september 2022 op de Augustusplatz-campus van de Universiteit van Leipzig.