En naturligt forekommende molekyle i kroppen synes at styre, om visse medikamenter, såsom beta-adrenerge receptor agonister anvendes i akut hjertesvigt eller i inhalatorer til astma, mister deres effektivitet over tid.
Nitrogenoxid er et molekyle, der produceres af kroppen, der styrer mange funktioner, herunder sammentrækning eller udvidelse af blodkar.
Nye eksperimenter udført af Duke University Medical Center og Howard Hughes Medical Institute forskere har vist, at specialiserede former for nitrogenoxid kaldet SNOs kan være nøglen til et problem, der stavrede læger i årevis - hvorfor specifikke lægemidler til sådanne sygdomme som hjertesvigt eller astma mister deres effektivitet over tid.
Næsten halvdelen af alle lægemidler på markedet i dag, såvel som mange hormoner og neurotransmittere, mod en bestemt familie af celleoverfladereceptorer kendt som G-protein koblede receptorer. Forskerne mener, at tilstedeværelsen eller fraværet af nitrogenoxid eller SNOs afgør, om disse receptorer fortsætter med at fungere korrekt. Denne handling er styret af muligheden af nitrogenoxid for at hæmme et centralt regelsæt, som normalt lukker receptorer off efter at de er stimuleret
Forskerne rapporterede deres seneste resultater fredag den 4. maj i tidsskriftet Cell.
"Dette arbejde er væsentligt, fordi det viser, hvordan to af de mest udbredte fysiologiske systemer - G-protein koblede receptorer og nitrogenoxid - gået sammen om at påvirke hinanden," siger Erin Whalen, Ph.D., som tilbragte seks år fokus på sammenhængen mellem de to biologiske systemer. Whalen er en post.doc i laboratoriet af Robert Lefkowitz, MD, en Howard Hughes Medical Institute investigator ved Duke, som første klonede disse receptorer i 1986. Linket blev cementeret gennem et samarbejde med Matt Foster, en post-ph.d.-stipendiat i laboratoriet af Jonathan Stamler MD
G-protein koblede receptorer er placeret på cellens overflade, hvor de interagerer med alle slags stimuli, herunder cirkulerende faktorer såsom adrenalin, samt så forskellige sensoriske signaler, som duftstoffer og lys. Aktiveringen af disse receptorer fører til udbredelsen af intracellulære signaler. Når aktiveret receptorer er hurtigt turned-off af et enzym kaldes en G-protein koblet receptor kinase. Denne proces kaldes desensibilisering og kan begrænse effektiviteten af mange lægemidler, såsom opiater for smerte og adrenalin for astma, og er yderligere forbundet med en række sygdomme, herunder de af kardiovaskulære og pulmonale systemer. Hvis aktiveret i lang tid de receptorer er båret ind i cellen og er "slukket".
I dyreforsøg, cellulære og biokemiske eksperimenter, fandt forskerne, at manglen på nitrogenoxid fører til et fald i beta-adrenerge receptor-nummer og funktion. Desuden fandt forskerne, at når SNO forbindelser blev administreret til mus, de kunne forhindre receptorer fra at være "slukket" af narkotika.