Onderzoekers van de McGill University hebben een nieuwe techniek uitgevonden om te meten hoe snel geneesmiddelen interageren met hun moleculaire doelwitten. De ontdekking biedt wetenschappers een nieuwe manier om de effectiviteit van kandidaat-geneesmiddelen te onderzoeken die anders over het hoofd zouden zijn gezien.

De nieuwe methode draait om het principe van enzymremming. Talloze geneesmiddelen, variërend van antibiotica tot medicijnen voor chemotherapie, werken door de werking van enzymen te blokkeren, en de zoektocht naar nieuwe enzymremmende stoffen blijft een belangrijk aandachtspunt bij de ontwikkeling van geneesmiddelen.

In een paper gepubliceerd in Natuurcommunicatie , het McGill-team, onder leiding van de scheikundeprofessoren Nicolas Moitessier en Anthony Mittermaier, demonstreren het gebruik van isothermische titratiecalorimetrie (ITC) om de warmte te meten die wordt gegenereerd door enzymactiviteit en daarmee de snelheden waarmee remmende stoffen die activiteit blokkeerden.

"Een belangrijk verschil tussen ITC en andere methoden is dat ITC de reactiesnelheid direct meet, " legt Mittermaier uit.

Bestaande methoden voor het meten van enzymactiviteit kijken indirect naar die activiteit, door veranderingen in concentratie veroorzaakt door enzymatische katalyse te meten als functie van de tijd. Deze metingen zijn vaak afhankelijk van speciale reagentia die van kleur of fluorescentie veranderen wanneer het enzym erop inwerkt, en vereisen dat een unieke test wordt ontwikkeld voor elk enzym dat wordt bestudeerd.

Omdat ITC de productie van warmte meet - een bijna universeel kenmerk van chemische reacties - kan het op zowat elk enzym worden toegepast.

"ITC komt zo dicht mogelijk bij een universele enzymtest, ', zegt Mittermaïer.

Naast zijn algemeenheid, de ITC-methode geeft een directe uitlezing van de enzymactiviteit omdat deze de warmtestroom in realtime detecteert. Door een direct venster op de reactie te geven, ITC biedt onderzoekers een beter inzicht in de mechanismen waarmee enzymremming verloopt. Het is meestal erg uitdagend, en soms bijna onmogelijk, om deze informatie uit conventionele testen te verkrijgen.

Het realtime karakter van ITC is bijzonder veelbelovend voor onderzoekers die covalente remmers onderzoeken. Deze sterk bindende moleculen hebben potentieel als langwerkende geneesmiddelen, maar waren eerder uit de gratie geraakt bij de ontwikkeling van geneesmiddelen vanwege bezorgdheid over de toxiciteit. Het inzicht dat ITC biedt in de relatie tussen de moleculaire structuur van een remmer en hoe deze reageert met zijn doelwit, zal de hernieuwde belangstelling voor covalente remmers ondersteunen en het werk vergemakkelijken om ze te ontwikkelen tot geneesmiddelen die zowel zeer effectief als veilig zijn.