Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Los investigadores determinan la estructura dominante de la proteína que puede llevar a los tratamientos efectivos para la esquizofrenia

La glicocola es el aminoácido más pequeño - uno de los bloques huecos de proteínas. Actúa también como neurotransmisor en el cerebro, permitiendo a las neuronas comunicar con uno a y modulando actividad neuronal.

Muchos investigadores se han centrado en niveles cada vez mayores de la glicocola en sinapsis para encontrar un tratamiento efectivo para la esquizofrenia. Esto se podría hacer usando los inhibidores que apuntaban el transportador 1 (GlyT1), una proteína de la glicocola que se sienta en membranas celulares neuronales y es responsable de la absorción de la glicocola en las neuronas. Sin embargo, el revelado de tales drogas se ha obstaculizado porque la estructura 3D de GlyT1 no era sabida.

Para determinar la estructura de GlyT1, los investigadores en el instituto de investigación danés de la neurología de translación (DANDRITE), que es parte de la sociedad del nordic EMBL para el remedio molecular, F. Hoffmann-La Roche, EMBL Hamburgo, la universidad de Zurich, la universidad de Aarhus, y la terapéutica de Linkster ensamblaron fuerzas.

Este proyecto requirió la colaboración multidisciplinaria y la experiencia única de diversos laboratorios durante varios años.”

Azadeh Shahsavar, autor y profesor adjunto, DANDRITE del estudio primer

Ella realizó las mediciones para el estudio durante su tiempo mientras que un postdoc en el programa interdisciplinario de EMBL Postdocs (EIPOD), durante el cual ella trabajó en EMBL Hamburgo, DANDRITE y Roche.

Pablo Nissen, director de DANDRITE y investigador sénior en el estudio, comenta: “Somos inmenso agradecidos para que el esquema del EIPOD del EMBL y la sociedad del nordic EMBL nos guarden en carril durante tanto tiempo y permitan que exploremos aproximaciones muy difíciles. No habríamos tenido éxito sin él, y sin la persistencia de Azadeh por supuesto!”

Venciendo retos en estudiar el transportador 1 de la glicocola

GlyT1 resultó ser determinado desafiador al estudio, porque es inestable cuando está extraído de la membrana celular. Para estabilizarlo, los científicos combinaron varias aproximaciones, tales como crear variantes más estables de la proteína. Para coger el transportador en un estado clínico relevante, las personas utilizaron una substancia química creada por Roche que ata y estabiliza GlyT1 del interior, y diseñaron un mini-anticuerpo sintetizado (sybody) ese lo atan del exterior.

Los científicos probaron 960 diversas condiciones y las manejaron obtener los cristales GlyT1 en uno de ellos. “Los cristales eran muy pequeños y difíciles a la imagen. Elegimos medirlos en el beamline P14 de EMBL Hamburgo, que está bien adaptado para los experimentos desafiadores como éste,” decimos Azadeh.

El haz de radiografía en P14 es determinado fuerte y enfocado, y su equipo tiene características adaptadas para el trabajo con incluso los cristales micrómetro-clasificados. Con todo la calidad de los cristales era variable, que hicieron desafiar de la colección de datos. Eventual, la perseverencia de Azadeh pagada lejos. “Recuerdo cuando vi la densidad de electrón del inhibidor por primera vez. Era tan emocionado, no podría dormir por dos noches,” ella dice. “Usted vive por esos momentos rewarding.”

El reto final era el análisis de datos. Mientras que los cristales daban solamente las configuraciones de difracción débiles debido a su tamaño pequeño, las radiografías fuertes destruyeron los cristales en menos que un segundo. Un único cristal rendiría solamente la información parcial sobre la estructura, así que Azadeh tuvo que cerco datos de centenares de cristales. El “tramitación de tales una enorme cantidad de datos era gracias posibles a la infraestructura única en EMBL Hamburgo,” ella dice.

Combinar grupos de datos parciales era complejo para el software existente, pero el grupo de Schneider en EMBL Hamburgo escribió el software diseñado específicamente para tales casos. Permitió a Azadeh combinar grupos de datos en un retrato completo de GlyT1 en la resolución de 3,4 Å (1 Å, o el ångström, es un diez-milmillonésima de un contador - sobre la talla de un átomo típico). “Gocé realmente el trabajar con la gente con diversos fondos científicos. Todos contribuyó su experiencia única que hizo este estudio posible,” dice Azadeh.

Para Thomas Schneider, el jefe común de las infraestructuras de la investigación en EMBL Hamburgo, el estudio es un ejemplo perfecto que destaca la importancia de la excelencia científica y de la disponibilidad de las infraestructuras puntas para la investigación de progreso. “Para los proyectos desafiadores tenga gusto de esto, somos felices de poner la experiencia metodológica de nuestro estado mayor para trabajar y para hacer el uso completo de las capacidades tecnológicas de nuestros beamlines e instalaciones de preparación de la muestra. El haz microfocused de alta intensidad producido por el sincrotrón del PETRA III en el campus de DESY y el difractómetro de alta precisión versátil que fue desarrollado en una colaboración entre EMBL Hamburgo, EMBL Grenoble, y ARINAX eran dominantes para este proyecto.”

Azadeh está de acuerdo. “La excelencia, infraestructura, hardware, y el software ofrecido por EMBL está del más de alta calidad, y se están perfeccionando constante,” ella agrega.

Heliografía para la nueva terapéutica

El análisis reveló una estructura inesperada de GlyT1. En contraste con otros transportadores del neurotransmisor, que son limitados por sus inhibidores del lado exterior de la membrana celular, GlyT1 es limitado por su inhibidor del lado interno. “La estructura era una sorpresa para nosotros. Parece que debe el inhibidor GlyT1 la primera cruz que las membranas celulares antes de que pueda llegar hasta GlyT1 del interior de las neuronas,” dicen a Rogelio Dawson, autor mayor en el estudio.

“Esta estructura ofrece una heliografía para desarrollar los nuevos inhibidores de GlyT1, sea ellas las moléculas orgánicas o los anticuerpos,” explican a Rogelio. “El sybody desarrollada para este estudio ata GlyT1 en un punto y los cierres de enlace previamente desconocido él en un estado en el cual no pueda transportar la glicocola más. Podríamos utilizar este conocimiento para desarrollar las drogas que apuntaban no sólo GlyT1, pero también otras proteínas de transporte de la membrana en el futuro.”

Source:
Journal reference:

Shahsavar, A., et al. (2021) Structural insights into the inhibition of glycine reuptake. Nature. doi.org/10.1038/s41586-021-03274-z.