Een studie uitgevoerd door onderzoekers van het Instituut voor Geavanceerde Chemie van Catalonië (IQAC) van de Spaanse Nationale Onderzoeksraad (CSIC) pioniert het gebruik van hele levende cellen (menselijk longadenocarcinoom) in dynamische combinatorische chemiesystemen. Dit onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Internationale editie van Angewandte Chemie , stelt een nieuwe methodologie voor om nieuwe bioactieve moleculen te ontdekken in een realistisch biologisch medium. Deze methodologie zou in de toekomst kunnen helpen bij het ontwikkelen van methoden om gezonde versus kankercellen te differentiëren, of om de extracellulaire matrix te beschermen tegen pathogenen.

Deze nieuwe methodologie is gebaseerd op Dynamic Combinatorial Chemistry (DCC), die in één proces de selectie combineert, identificatie en bereiding van moleculen voor een bepaalde toepassing, het versnellen van de ontwikkeling van nieuwe functionele verbindingen. Daarom, deze methodologie heeft een groot potentieel in de snelle identificatie van nieuwe moleculen met potentiële biologische activiteit. In het huidige werk, de groep onder leiding van Ignacio Alfonso, van het Institute of Advanced Chemistry van Catalonië, pioniert met het gebruik van 'live templates' voor de identificatie en optimalisatie van nieuwe liganden (eenvoudige synthetische moleculen) voor biologische doelwitten.

"In onze studie hebben we gewerkt met kankercellen die werden gebruikt als 'sjablonen, ' zodat het molecuul in staat is om te interageren met de buitenkant van deze cellen (sjablonen), zal zijn concentratie verhogen over het mengsel van moleculen die de dynamische combinatorische bibliotheek integreren. De extracellulaire matrix is ​​nauw verwant aan cellulaire communicatie en signalering, en het is essentieel bij processen zoals kankermetastase of cellulaire infectie door pathogenen. Daarnaast, het is de eerste barrière die een medicijn moet passeren om onze cellen binnen te komen, " legt de onderzoeker uit. "Een andere hindernis is de moeilijkheid om moleculen te ontwerpen die in staat zijn om te interageren met de extracellulaire matrix vanwege de complexe structuur. Maar de resultaten van onze studie stellen ons in staat om de liganden voor de extracellulaire matrix rechtstreeks te identificeren en te kwantificeren met behulp van levende cellen, wat meerdere ontwikkelingsmogelijkheden op dit onderzoeksgebied opent."

De volgende stap was het synthetiseren van het geamplificeerde molecuul. Later, de interactie tussen deze moleculen en de extracellulaire matrix van de levende cellen werd bevestigd door middel van Nuclear Magnetic Resonance. Eindelijk, na deze studies met cellen, testen tussen de geïdentificeerde moleculen en chondroïtinesulfaat, de belangrijkste component van de glycosaminoglycanen in de extracellulaire matrix van dit type cellen, werden uitgevoerd. "We hebben ook moleculaire dynamica-simulaties gebruikt om het moleculaire herkenningsproces te begrijpen dat onze resultaten vanuit chemisch oogpunt verklaart, ", legt Alfonso uit.

De methodologie die in deze studie wordt gebruikt, is een uitstekend onderzoeksinstrument met mogelijke toepassingen in de karakterisering en diagnose van ziekten. "Het zou kunnen leiden tot de snellere ontdekking van bioactieve moleculen, aangezien de selectie wordt gemaakt in een medium dat meer lijkt op het biologische medium waarin deze biomoleculen zullen werken, ’ concludeert de onderzoeker.