Peneliti menemukan molekul baru untuk melacak penyakit Parkinson – ScienceDaily

Peneliti menemukan molekul baru untuk melacak penyakit Parkinson – ScienceDaily

[ad_1]

Untuk banyak dari 200.000 pasien yang didiagnosis dengan penyakit Parkinson di Amerika Serikat setiap tahun, diagnosis sering terjadi hanya setelah munculnya gejala yang parah seperti tremor atau kesulitan berbicara. Dengan tujuan mengenali dan mengobati penyakit neurologis lebih awal, para peneliti mencari cara baru untuk menggambarkan molekul biologis yang menunjukkan perkembangan penyakit sebelum gejala muncul. Salah satu kandidat tersebut, dan ciri khas penyakit Parkinson, adalah pembentukan gumpalan protein alfa-sinuklein, dan, sementara protein ini diidentifikasi lebih dari 20 tahun yang lalu, cara yang dapat diandalkan untuk melacak agregat alfa-sinuklein di otak masih belum ditemukan. untuk dikembangkan.

Sekarang, sebuah studi baru diterbitkan di Ilmu Kimia menjelaskan pendekatan inovatif untuk mengidentifikasi molekul yang dapat membantu melacak perkembangan penyakit Parkinson. Dilakukan oleh para peneliti di laboratorium E. James Petersson, Robert Mach, dan Virginia Lee, studi bukti-konsep ini dapat mengubah paradigma bagaimana peneliti menyaring dan menguji molekul baru untuk mempelajari berbagai macam penyakit neurodegeneratif.

Mempelajari jenis agregat protein ini membutuhkan pelacak baru, molekul radioaktif yang digunakan dokter untuk mencitrakan jaringan dan organ, untuk tomografi emisi positron (PET). Sebagai peneliti senior di bidang pengembangan pelacak PET, Mach dan kelompoknya bekerja selama beberapa tahun dengan Michael J.Fox Foundation untuk mengembangkan pelacak alpha-synuclein, tetapi tanpa data tentang struktur protein mereka tidak dapat menemukan kandidat yang cukup selektif untuk digunakan sebagai alat diagnostik.

Kemudian, dengan publikasi pertama dari struktur alpha-synuclein dan peningkatan alat yang tersedia dari bidang kimia komputasi, Mach dan Petersson mulai berkolaborasi dalam mengembangkan pelacak PET alpha-synuclein. Dengan menggabungkan keahlian masing-masing dalam bidang radiokimia dan rekayasa protein, mereka dapat mengkonfirmasi secara eksperimental di mana molekul pelacak potensial protein alfa-sinuklein dapat mengikat, informasi penting untuk membantu mereka menemukan dan merancang molekul yang akan spesifik untuk alfa-sinuklein.

Dalam studi terbaru mereka, para peneliti mengembangkan metode komputasi throughput tinggi, memungkinkan mereka untuk menyaring jutaan kandidat molekul, untuk melihat mana yang akan mengikat ke situs pengikatan yang diketahui pada alpha-synuclein. Berdasarkan metode yang telah diterbitkan sebelumnya, pendekatan mereka pertama-tama mengidentifikasi “contoh”, molekul semu yang sangat cocok dengan situs pengikatan alpha-synuclein. Kemudian, contoh tersebut dibandingkan dengan molekul aktual yang tersedia secara komersial untuk melihat molekul mana yang memiliki struktur serupa. Para peneliti kemudian menggunakan program komputer lain untuk membantu mempersempit daftar kandidat untuk pengujian di lab.

Untuk mengevaluasi kinerja metode skrining mereka, para ilmuwan mengidentifikasi subset kecil dari 20 kandidat yang menjanjikan dari 7 juta senyawa yang diskrining dan menemukan bahwa dua memiliki afinitas pengikatan yang sangat tinggi terhadap alpha-synuclein. Para peneliti juga menggunakan jaringan otak tikus yang disediakan oleh kelompok Lee untuk lebih memvalidasi metode baru ini. Para peneliti terkesan, dan terkejut, dengan tingkat keberhasilan mereka, yang mereka kaitkan dengan sifat spesifik dari metode pencarian mereka. “Tentu saja ada sedikit keberuntungan yang terlibat,” tambah Petersson, “Mungkin kejutan terbesar adalah seberapa baik itu bekerja.”

Ide untuk menggunakan metode contoh untuk mengatasi masalah ini muncul dari penulis pertama dan Ph.D. lulus John “Jack” Ferrie saat dia belajar metode kimia komputasi di Institute for Protein Design di University of Washington sebagai bagian dari Parkinson’s Foundation Summer Fellowship. “Beasiswa musim panas dirancang untuk melatih siswa dalam metode baru yang dapat diterapkan pada penelitian penyakit Parkinson, dan itulah yang terjadi di sini,” kata Petersson. “Ide yang muncul kembali oleh Jack membentuk dasar dari upaya besar di lab saya dan lab Bob Mach untuk mengidentifikasi pelacak PET secara komputasi.”

Sekarang, sebagai bagian dari hibah multi-institusi yang besar, Petersson, Mach, Lee, dan banyak kolaborator lainnya siap mengambil pelajaran dari temuan ini untuk mengembangkan pelacak PET untuk penyakit Parkinson dan penyakit neurodegeneratif lainnya. “Saya benar-benar melihat ini sebagai pengubah permainan tentang bagaimana kami melakukan pengembangan probe PET,” kata Mach. “Yang penting adalah bahwa kami dapat menyaring jutaan senyawa dalam waktu yang sangat singkat, dan kami dapat mengidentifikasi sejumlah besar senyawa yang kemungkinan besar akan terikat dengan afinitas tinggi terhadap alpha-synuclein. Kami juga akan pergi. untuk menerapkan metode yang sama ini pada pengembangan probe lain yang penting tetapi telah menghadirkan tantangan di lapangan. “

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh universitas Pennsylvania. Asli ditulis oleh Erica K. Brockmeier. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Slot Online

Author Image
adminProzen