La sélection des molécules les plus efficaces pour l'administration de médicaments est souvent un processus d'essais et d'erreurs, mais les ingénieurs de Cornell apportent une certaine précision grâce à une technique qui révèle les performances de ces molécules à l'intérieur des cellules vivantes.

Les systèmes d'administration de médicaments contrôlent le moment et l'endroit où les produits thérapeutiques sont libérés à l'intérieur du corps. Un composant essentiel de nombreux systèmes d'administration de médicaments est la molécule qui relie un anticorps - qui recherche une cible telle que des cellules cancéreuses - à un médicament conçu pour détruire la cible. Le lieur doit non seulement garder le médicament attaché à l'anticorps pendant qu'il se déplace vers une cellule ciblée, il doit bien libérer le médicament à l'intérieur de la cellule, au bon endroit au bon moment.

Les ingénieurs biomoléculaires recueillent des indices sur l'efficacité des linkers en les testant dans des environnements sans cellules - des fluides modèles qui ne contiennent pas toutes les interactions complexes généralement trouvées dans l'ensemble, cellules vivantes. Ils sont plus faciles à étudier, mais ne sont pas toujours aussi précis, pouvant conduire à une défaillance de l'éditeur de liens lors des tests ultérieurs.

Une équipe de recherche dirigée par Chris Alabi, professeur agrégé de génie chimique et biomoléculaire, a développé une méthode qui utilise des sondes fluorescentes pour voir et mesurer la vitesse à laquelle les linkers libèrent avec succès des médicaments dans les cellules vivantes. La recherche, "Les conjugués d'anticorps réactifs permettent la détermination quantitative du taux de dégradation des liaisons intracellulaires, " publié le 8 octobre dans la revue Biologie Chimique Cellulaire .

"À l'heure actuelle, les sociétés pharmaceutiques fabriquent une tonne d'éditeurs de liens et voient ensuite ceux qui fonctionnent le mieux pour une application particulière en les testant chacun. C'est une approche de fusil de chasse, " dit Alabi. " Avec notre technique, ils peuvent maintenant prendre une décision éclairée basée sur les numéros intracellulaires réels, avant de mettre en place le système antidrogue."

Les sondes sont constituées de deux colorants fluorescents qui se rendent invisibles lorsqu'ils sont attachés avec l'anticorps dans le cadre du système d'administration. Lorsque le lieur se brise et détache les colorants, ils deviennent visibles au microscope, signalant que le médicament a été libéré à l'intérieur de la cellule.

Ces sondes ont été développées dans le laboratoire d'Alabi et offrent aux ingénieurs un moyen précis de mesurer la vitesse à laquelle la liaison chimique d'un lieur se brise du système d'administration à l'intérieur de la cellule.

« Une fois que nous savons quel est le moment choisi pour différentes liaisons de liaison et processus cellulaires, alors on peut dire, 'D'ACCORD, pour le médicament A lié à l'anticorps B, c'est combien de temps cela va prendre, donc si on veut traiter la maladie C, nous devrions utiliser cet éditeur de liens, '", a déclaré Alabi.

Pour démontrer la sonde, Alabi et son équipe ont conçu une construction d'anticorps avec un lieur disulfure connu pour bien fonctionner dans la protéine HER2, une cible très prisée pour le traitement du cancer du sein. Une fois que le système de livraison a atteint la protéine, l'équipe a pu mesurer de manière fiable les processus intracellulaires, tels que la cinétique et la demi-vie du lieur disulfure.

"Pour les ingénieurs biomoléculaires et les entreprises qui ont une cible en tête, nous pouvons ... rendre le processus de découverte de médicaments beaucoup plus rapide parce que nous savons maintenant combien de temps il faudra pour libérer le médicament, " dit Alabi, qui espère démontrer davantage la technique grâce à des partenariats avec des sociétés pharmaceutiques.

Les sondes peuvent également être utilisées par les biologistes chimiques pour en savoir plus sur les processus intracellulaires, tels que les agents spécifiques responsables du clivage des lieurs, dit Alabi.