Onderzoek aan de University of Arkansas naar membraaneiwitten zou kunnen leiden tot betere ontwikkeling en testen van medicijnen. Chemische onderzoekers bestudeerden een type membraaneiwit dat medicijnen uit een cel verdrijft, bijdragen aan resistentie tegen geneesmiddelen. Ze ontdekten dat de lipidensamenstelling van het celmembraan een effect heeft op het gedrag van deze eiwitten, waarmee rekening moet worden gehouden bij het testen van geneesmiddelen die zich richten op membraaneiwitten. Hun resultaten zijn open access beschikbaar in het tijdschrift ACS Centrale Wetenschap .

resistentie tegen medicijnen, waaronder bacteriële resistentie tegen antibiotica en resistentie van kankercellen tegen chemotherapie, is een grote uitdaging voor medicijnontwikkelaars.

"Bijna tweederde van alle medicijnen is gericht op membraaneiwitten, " legde Mahmoud Moradi uit, assistent-professor scheikunde en biochemie. "Dit onderzoek kijkt naar hoe membraaneiwitten interageren met de omgeving. Als je voorbijgaat aan het feit dat deze eiwitten afhankelijk zijn van hun omgeving, je zou kunnen eindigen met de verkeerde medicijnen."

Moradi en collega's bestudeerden een type membraaneiwit dat multi-drug ABC-exporteurs wordt genoemd. Deze eiwitten transporteren stoffen, zoals medicijnen, van binnen naar buiten cellen, en ze zijn verantwoordelijk voor zowel antibioticaresistentie in bacteriën als chemotherapieresistentie in zoogdiercellen.

Met behulp van speciaal ontworpen supercomputers die worden ondersteund door de National Science Foundation en de National Institutes of Health, de onderzoekers voerden moleculaire simulaties uit om te onderzoeken hoe de lipidesamenstelling van het celmembraan deze eiwitten beïnvloedt.

Ze ontdekten dat deze eiwitten inactief bleven en geen medicijnen verdreven in celmembranen met één type lipidesamenstelling, fosfocholine genoemd, of pc. Echter, dezelfde eiwitten werden actief in cellen met een andere lipidesamenstelling, genaamd fosfoethanolamine, of PE, waardoor ze medicijnen kunnen afgeven en de cel resistent maken. Onder de celmembranen bestaande uit PE-lipiden, die met een bepaald type lipide, genaamd PAUS, bleek het meest effectief te zijn in het activeren van deze eiwitten en dus het meest vatbaar voor resistentie tegen geneesmiddelen. Rekening houden met deze informatie over de lipide-omgeving kan onderzoekers helpen om antibiotica en kankerbehandelingen effectiever te ontwikkelen en te testen.