제네바 대학(UNIGE)의 과학자들은 빛을 사용하여 약물이 작용하기 시작하는 시기와 위치를 정밀하게 제어하고 필요한 곳에 정확히 작용하도록 보장하는 도구를 개발했습니다. 약물 치료가 효과적이고 부작용을 최소화하려면 적절한 시간과 장소에서 효과가 나타나야 합니다. 이는 여전히 어려운 과제로 남아 있습니다.
이제 UN 대학의 생물학자와 화학자로 구성된 팀이 단 몇 초의 짧은 빛 펄스로 분자를 활성화하는 시스템을 만들었습니다. 세포 분열에 필수적인 하나의 단백질을 테스트함으로써 이 방법은 연구와 의학 모두에서 유망한 응용을 통해 다른 분자에 적용될 수 있습니다. 피부암 치료와 같은 기존 치료법을 개선할 수도 있습니다. 이번 연구 결과는 최근 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 게재됐다.
약물이 인체에 들어가면 표적 기관에 영향을 미칠뿐만 아니라 몸 전체에 퍼져 몸 전체에 영향을 미칩니다. 이러한 정밀도 부족은 두 가지 주요 위험을 초래할 수 있습니다. 즉, 약물이 목표 부위에 효과적으로 도달하지 못해 의도한 효능이 감소하거나 심각한 부작용을 일으킬 수 있습니다. 스위스에서만 매년 수천 명의 사람들이 약물과 관련된 심각한 부작용을 겪고 있습니다.
아이디어는 간단합니다. 미리 결정된 위치에서 약물을 정확하게 활성화하는 것입니다. 그러나 이 아이디어를 현실로 바꾸는 것은 복잡합니다. 성공한다면, 이 접근법을 통해 과학자들은 신체의 특정 부위에서 단백질을 활성화하거나 비활성화하여 그 기능을 더 잘 이해하고 표적 치료법을 개선할 수 있습니다.
UNU 의과대학 세포생리학 및 대사학과 교수인 Monika Gota는 "모든 것이 이 방법론적 문제에서 시작되었습니다"라고 회상합니다. 그는 UNU 교육대학원 과학부 유기화학과 교수인 Nikolai Winsinger와 함께 연구를 공동 시작하고 조정했습니다. "우리는 유기체가 발달하는 동안 Plk1의 기능을 더 잘 이해하고 싶었을 때 세포 분열에 관여하는 단백질인 Plk1을 억제하는 방법을 찾고 있었습니다."
"과학자들은 화학과 생물학의 전문 지식을 결합하여 Plk1 억제제 분자를 조작하여 광 펄스에 의해 활성화될 수 있도록 했습니다. 복잡한 과정을 통해 우리는 특정 식물에서 자연적으로 발견되는 화합물인 쿠마린 유도체로 억제제의 활성 부위를 차단했습니다." 제1저자인 Victoria von Glasenapp는 의과대학 Gota 교수와 과학대학 Wenzinger 교수의 연구실에서 박사후 연구원으로 일하고 있습니다.
Nicholas-Winsinger는 “억제제가 작용해야 하는 신체의 정확한 위치에 억제제를 고정하는 방법을 찾는 것이 우리의 과제였습니다.”라고 설명했습니다. "따라서 우리는 빛 아래에서만 방출되는 분자 앵커를 추가하여 표적 세포에 갇히도록 억제제를 수정했습니다." 이를 통해 동일한 광 펄스로 억제제를 활성화하고 고정함으로써 Plk1을 비활성화하고 원하는 정확한 위치에서 세포 분열을 중단할 수 있었습니다. "
과학자들이 개발한 시스템은 빛을 사용하여 공간과 시간에서 유기체의 분자 활동을 제어할 수 있습니다. 다양한 분자에 적용할 수 있어 필요한 경우에만 약물을 활성화할 수 있습니다. 따라서 미래에는 간단한 레이저를 사용하여 주변의 건강한 조직을 보호하고 원치 않는 부작용을 제한하면서 정확히 필요한 곳에 치료를 활성화할 수 있습니다. "우리는 우리의 도구가 널리 사용되어 유기체가 어떻게 기능하는지에 대한 더 나은 이해를 가능하게 하고 장기적으로는 현장별 치료법 개발을 가능하게 해주기를 바랍니다"라고 Monica Gotta는 결론지었습니다.
/ScitechDaily에서 편집됨