Il nuovo metodo può aiutare a sviluppare trattamenti per una serie di disturbi metabolici / New Method May Help Develop Treatments for Range of Metabolic Disorders

 Il nuovo metodo può aiutare a sviluppare trattamenti per una serie di disturbi metabolici / New Method May Help Develop Treatments for Range of Metabolic Disorders

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Sbloccare i meccanismi alla base del metabolismo cellulare e della regolazione ormonale farebbe molto per migliorare la salute umana ed un gruppo di ricercatori dell'Università di Copenaghen e dell'Ospedale universitario di Berna potrebbe aver appena trovato nuovi metodi per controllare un gruppo di enzimi che influiscono il nostro metabolismo. Le nuove scoperte - pubblicate di recente su Nature Communications attraverso un articolo intitolato " Metabolismo mediato dal citocromo P450 di parte tramite ligandi di piccole molecole che legano la P450 ossidoreduttasi " - potrebbero aiutarci a evitare malattie che vanno dal colesterolo alto all'infertilità a certi tipi di cancro, che sono tutto dovuto, tra l'altro, a squilibri ormonali.

In questo studio, i ricercatori hanno trovato un modo per influenzare una particolare proteina chiamata citocromo P450 reduttasi (POR), popolarmente caratterizzata come il "conduttore" dell'orchestra proteica del corpo che aiuta a regolare i nostri ormoni e rende possibile abbattere i medicinali nel fegato.

“Abbiamo sviluppato un metodo per controllare questo conduttore utilizzando piccole molecole in grado di legarsi alla proteina POR e quindi aumentare o diminuire la formazione di alcuni ormoni o aiutare la degradazione di alcuni farmaci nel fegato. Questi processi sono importanti per diversi tipi di malattie ", ha spiegato il ricercatore capo dello studio Simon Bo Jensen, PhD, ricercatore post-dottorato presso il dipartimento di chimica dell'Università di Copenaghen.

Insieme al collega di dipartimento professore associato Nikos Hatzakis, PhD, che ha guidato il progetto di ricerca, Jensen ha trovato tre molecole che possono legarsi alla proteina POR e, così facendo, influenzare il modo in cui il conduttore controlla l'orchestra proteica e quindi prevenire lo sviluppo di malattie nel corpo.

“Agendo sulla proteina POR, possiamo attivare o disattivare proteine ​​con funzioni diverse, proprio come un direttore controlla la propria orchestra. Immagina un violino che controlla i livelli di testosterone, un sassofono che influisce sul colesterolo o un violoncello implicato nei tumori. Ora possiamo dirigerli ", ha osservato Hatzakis.

Il corpo umano è costituito da molte proteine ​​diverse. Un gruppo importante, spesso coinvolto in diversi tipi di malattie, è chiamato P450. Queste proteine ​​sono gestite dalla mano pesante del conduttore POR. Se le proteine ​​P450 non funzionano come dovrebbero, possono creare uno squilibrio nei nostri ormoni sessuali, che può quindi portare al cancro alla prostata od ad altre malattie.

"Quando si tratta di cancro alla prostata, i pazienti in genere hanno problemi a regolare una particolare proteina P450 nota come CYP17", ha osservato Jensen. “Il nostro nuovo metodo ci consente di progettare una molecola che può legarsi al conduttore POR e aumentare o diminuire il CYP17 senza influenzare altre proteine ​​P450. In questo modo, possiamo trattare malattie come il cancro alla prostata in modo molto più efficace, evitando gravi effetti collaterali ".

I ricercatori hanno identificato tre molecole che possono legarsi e influenzare il conduttore POR. Due di questi sono già utilizzati nei prodotti farmaceutici, mentre il terzo è un prodotto naturale derivato dalla pianta del sorgo. La speranza è che queste tre molecole aprano la strada alla progettazione di un numero maggiore di molecole ancora più efficaci per prevenire o curare le malattie.

“Utilizzando l'intelligenza artificiale per ordinare i dati per centinaia di molecole, possiamo studiare quali molecole si legano al conduttore POR e far sì che agisca nel modo in cui vogliamo che agisca. Finora, abbiamo trovato i tre menzionati ", ha affermato Jensen.

La ricerca dei ricercatori per le molecole giuste da legare al conduttore POR non è ancora finita.

“Vorremmo esplorare se ci sono altre molecole che sono ancora più efficaci nell'influenzare il comportamento del conduttore. Per ora, abbiamo fatto il primo passo e dimostrato che potevamo influenzare il conduttore POR. In tal modo, abbiamo aperto la strada a futuri metodi di trattamento di vari tipi di malattie ", ha concluso Hatzakis. “Finora abbiamo testato le proteine ​​isolatamente, in laboratorio e nelle cellule. Quando avremo un potenziale farmaco con risultati promettenti, il prossimo passo sarà testarlo sugli animali e, infine, sugli esseri umani. Ci auguriamo che la nostra ricerca porti allo sviluppo di farmaci in forma di pillola nel prossimo futuro ".

ENGLISH

Unlocking the underlying mechanics of cellular metabolism and hormonal regulation would go a long way toward improving human health, and a team of investigators at the University of Copenhagen and the University Hospital of Bern may have just found new methods to control a group of enzymes that affect our metabolism. The new findings—published recently in Nature Communications through an article titled, “Biased cytochrome P450-mediated metabolism via small-molecule ligands binding P450 oxidoreductase”—could help us avoid diseases ranging from high cholesterol to infertility to certain types of cancer, which are all due, among other things, to hormonal imbalances.

In the current study, the researchers found a way to influence a particular protein called cytochrome P450 reductase (POR), popularly characterized as the “conductor” of the body’s protein orchestra which helps regulate our hormones and makes it possible to break down medicinal products in the liver.

“We have developed a method to control this conductor using small molecules that are able to bind to the POR protein and thereby up- or downgrade the formation of certain hormones or help the degradation of certain drugs in the liver. These processes are important for several types of disease,” explained lead study investigator Simon Bo Jensen, PhD, a postdoctoral researcher at the University of Copenhagen’s department of chemistry.

Together with department colleague associate professor Nikos Hatzakis, PhD, who led the research project, Jensen found three molecules that can bind to the POR protein, and in doing so, influence how the conductor controls the protein orchestra—and thereby prevent diseases from developing in the body.

“By affecting the POR protein, we can activate or deactivate proteins with different functions—just as a conductor controls their orchestra. Imagine a violin that controls testosterone levels, a saxophone that affects cholesterol, or a cello that is implicated in cancers. Now we can direct them,” Hatzakis remarked.

The human body consists of many different proteins. One important group, often involved in several types of disease, is called P450. These proteins are managed by the heavy hand of the POR conductor. If P450 proteins don’t function as they ought to, they can create an imbalance in our sex hormones, which can then lead to prostate cancer or other diseases.

“When it comes to prostate cancer, patients typically have trouble regulating a particular P450 protein known as CYP17,” Jensen noted. “Our new method lets us design a molecule that can bind to the POR conductor and increase or decrease CYP17 without affecting other P450 proteins. By so doing, we can treat diseases like prostate cancer far more effectively while avoiding serious side effects.”

The researchers identified three molecules that can bind to and influence the POR conductor. Two of these are already being used in pharmaceuticals, while the third is a natural product derived from the sorghum plant. The hope is that these three molecules will pave the way for the design of a greater number of even more effective molecules to prevent or treat diseases.

“By using artificial intelligence to sort data for hundreds of molecules, we can study which molecules bind to the POR conductor and cause it to act the way we want it to. So far, we’ve found the three mentioned,” Jensen stated.

The researchers’ quest for just the right molecules to bind to the POR conductor is not over yet.

“We would like to explore whether there are other molecules that are even more effective at influencing the conductor’s behavior. For now, we have taken the first step and demonstrated that we could influence the POR conductor. In doing so, we’ve paved the way for future treatment methods of various types of disease,” Hatzakis concluded. “So far, we have tested the proteins in isolation, in the laboratory, and in cells. When we have a potential drug with promising results, the next step will be to test it on animals and, finally, in humans. We hope that our research will lead to the development of medicines in pill form in the near future.”

Da:

https://www.genengnews.com/news/new-method-may-help-develop-treatments-for-range-of-metabolic-disorders/?fbclid=IwAR2100jnaIIqMGh2OWV8ASh_vNfsbJ1euQBWl9ZySBoj9D41_qpGqw_W-AA