Sigma-receptoren zijn eiwitten die voornamelijk op het oppervlak van het endoplasmatisch reticulum (ER) in bepaalde cellen worden aangetroffen. Sigma-1 en sigma-2 zijn de twee hoofdklassen van deze receptoren. De sigma-1-receptor is betrokken bij neurologische aandoeningen en bepaalde soorten kanker. Om beter te begrijpen hoe de receptor betrokken is bij ziekte en of medicijnen die zijn ontwikkeld om zich erop te richten, werken, het is belangrijk om de sigma-1-receptor nauwkeurig te kunnen traceren. Onderzoekers van Kanazawa University hebben een sonde ontwikkeld, die de sigma-1-receptor kan identificeren en eraan vastklampen.

Het onderzoeksteam onder leiding van Kazuma Ogawa had eerder moleculen ontwikkeld met een dergelijk bindingspotentieel. Echter, na gedetailleerde analyse van de sigma-1-receptorstructuur, ze realiseerden zich dat het verlengen van de lengte van deze moleculen hun bindingsaffiniteit verder zou verhogen. Het team creëerde daarom moleculen met verschillende lengtes en vond één sonde die uitzonderlijk goed aan de receptor bond. Voor het meten en in kaart brengen van de sigma-receptoren door nucleaire beeldvorming, radioactief gemerkt jodium werd in de sonde gebracht. De gecreëerde structuur bond vervolgens aan zowel sigma-1- als sigma-2-receptoren.

Aangezien sigma-1- en sigma-2-receptoren betrokken zijn bij prostaatkanker, het team testte vervolgens de effecten van hun nieuw gecreëerde moleculaire sonde op prostaatkankercellen. Deze cellen hebben sigma-receptoren en dus zal elke sonde met een hoge affiniteit zich eraan hechten en de cel binnengaan. Zoals verwacht, het sondesignaal vanuit de cel was hoog. Toen haloperidol - een medicijn specifiek voor de sigma-1-receptor - aan de mix werd toegevoegd, viel dit signaal weg, suggereert een competitie tussen de twee.

Om uiteindelijk de affiniteit van de sonde voor verschillende weefsels in het lichaam te beoordelen, muizen met prostaattumoren werden gebruikt. Terwijl de sonde gemakkelijk de tumoren binnenging en binnen bleef, zijn aanwezigheid in de spieren en het bloed was minder. De sonde was dus zeer specifiek voor weefsels met de aanwezigheid van sigma-receptoren.

Deze studie rapporteert een geavanceerde sonde die beter bindt aan sigma-1-receptoren dan eerdere ontwikkelde sondes. Dit in combinatie met het vermogen om aan niet-specifieke weefsels te ontsnappen, is een veelbelovende stap voorwaarts in het bestuderen van veranderingen die in de sigma-1-receptor bij verschillende aandoeningen worden geïnduceerd. De sonde kan ook worden gebruikt bij het ontwikkelen van geneesmiddelen tegen de sigma-1-receptor om de bindingsaffiniteiten van dergelijke geneesmiddelen te vergelijken. "Deze resultaten bieden nuttige informatie voor het ontwikkelen van sigma-1-receptorbeeldvormingssondes, ’ concluderen de onderzoekers.