«Ученые когда-то считали, что эти ферменты остаются снаружи клеток», – сказал Ван Дорен. «Теперь, когда мы знаем, что фермент MMP12 может связываться с клетками и проходить весь путь к ядру в центре клетки, мы можем начать дальнейшее изучение того, как этот фермент взаимодействует с этими клетками. В конечном итоге, углубление этого понимания может привести к созданию методов лечения, которые отключают этот фермент и другие подобные ферменты, когда они повреждают организм.”
Фермент MMP12 содержится в эластине, который представляет собой эластичную ткань в легких и артериях, которая позволяет органам и кровеносным сосудам возвращать свою форму после растяжения. Когда происходит нежелательное действие MMP12 в легких и артериях курильщиков, он разрушает эластин, в результате чего легкие или артерии теряют эластичность формы. Это приводит к воспалению в этих областях, которое может вызывать такие заболевания, как хроническая обструктивная болезнь легких и болезни артерий.
Для своего исследования Ван Дорен ввел флуоресцентное вещество в ферменты MMP12, которые заставили их светиться.
Используя метод, называемый магнитным резонансом ядер атомов или ЯМР, который похож на магнитно-резонансную томографию (МРТ), Ван Дорен смог изучить структурные детали того, как эти ферменты взаимодействуют с клетками в субмикроскопическом масштабе.
«Мы знаем, что ферменты MMP12 играют важную роль в борьбе с бактериальными и вирусными инфекциями и артритом», – сказал Ван Дорен. «Чем больше мы понимаем эти ферменты, тем ближе мы подходим к изучению того, как использовать эти ферменты более эффективно для борьбы с болезнями, одновременно предотвращая их нанесение ущерба, когда они действуют ненадлежащим образом. Это демонстрирует важность фундаментальных научных исследований для решения крупных практических задач. Следующий шаг – определить, как эти ферменты проходят через клетку.
Понимание этого механизма многое расскажет нам о том, как работают эти ферменты. ”
Кафедра биохимии находится в Колледже продовольствия, сельского хозяйства и природных ресурсов MU и Медицинской школе MU. Это исследование финансировалось за счет гранта Национальных институтов здравоохранения (R01 GM057289) и было опубликовано в Nature Communications.
Первые результаты этого исследования многообещающие. Если дополнительные исследования будут успешными в течение следующих нескольких лет, должностные лица MU обратятся к федеральному правительству с просьбой разрешить начать разработку лекарств для людей (это обычно называется статусом «нового исследуемого лекарства»).
После предоставления этого статуса исследователи могут проводить клинические испытания на людях в надежде разработать новые методы лечения заболеваний.