Jessica Irvin, un assistant de recherche de premier cycle de Galloway, New Jersey, broie une plante comme préparation pour créer un extrait de plante à utiliser dans la recherche. Crédit :Université de l'Alabama à Tuscaloosa
Les chercheurs utilisent des cellules ressemblant à des zombies qui se comportent normalement à l'extérieur, mais sont remplis de particules magnétiques à l'intérieur, pour dépister les médicaments potentiels à partir de produits naturels.
Découvert à l'Université de l'Alabama, la méthode pourrait accélérer une tâche laborieuse qui ralentit la découverte de médicaments, selon les conclusions d'un article publié dans la revue Nanoéchelle .
Le procédé utilise des nanoparticules magnétiques recouvertes d'une membrane cellulaire biologique comme appât pour pêcher des composés pharmacologiquement actifs à partir de plantes et d'autres organismes naturels tels que des champignons. Il trie rapidement des centaines, peut-être des milliers, de composés présents dans un produit naturel en quelques jours, un processus qui peut prendre des semaines ou des mois en utilisant les méthodes de dépistage traditionnelles.
Le travail a été effectué dans les laboratoires du Dr Lukasz M. Ciesla, UA professeur assistant de sciences biologiques, et le Dr Yuping Bao, UA professeur agrégé de génie chimique et biologique. L'auteur principal est le Dr Jennifer Sherwood, une ancienne chercheuse du laboratoire de Bao qui a obtenu son doctorat de l'UA en 2018.
"Cela résout l'un des principaux problèmes et goulots d'étranglement dans la découverte de médicaments à partir de produits naturels, " a déclaré Ciesla. " Cela accélère considérablement le processus d'identification de nouvelles pistes de médicaments. "
Environ 70 pour cent des médicaments approuvés par la Food and Drug Administration fédérale ont d'abord été identifiés dans la nature, mais démêler les composés chimiques possibles de l'abondance des plantes prend du temps.
La recherche pharmaceutique s'est principalement tournée vers des bibliothèques de composés chimiques synthétisés adaptés à un objectif spécifique. Cependant, la nature est plus diversifiée dans les composés qu'elle crée, et les plantes produisent des composés conçus pour une réponse biologique. Les mêmes voies qu'un produit chimique utilise pour éloigner un insecte, par exemple, peut interagir avec les humains.
"Les plantes produisent des produits chimiques avec des structures que nous ne pouvons pas imaginer, " dit Ciesla.
Le Dr Lukasz Ciesla examine un extrait de plante dans son laboratoire sur le campus de l'UA. Crédit :Université de l'Alabama à Tuscaloosa
Échantillons naturels, bien que, sont complexes. Un extrait de plante produit des dizaines de composés chimiques, et en trouver un qui montre des promesses pharmacologiques se fait en les isolant et en les criblant individuellement.
La nouvelle méthode utilise des solvants ioniques pour extraire les entrailles d'une cellule et envelopper la coque de la cellule autour de nanoparticules d'oxyde de fer. Ils sont insérés dans un extrait végétal.
L'encapsulation des billes magnétiques d'oxyde de fer avec une membrane cellulaire maintient la fonction des protéines transmembranaires qui agissent comme récepteurs de composés actifs, qui se lient aux nanoparticules enrobées.
Comme un zombie qui bouge malgré sa mort, la cellule n'est plus une cellule humaine active, pourtant sa membrane continue de fonctionner. Cet avantage le différencie des méthodes de calcul qui simulent l'interaction chimique en un seul, état statique, dit Ciesla.
"Nous avons le récepteur dans son environnement naturel qui se comporte comme il se comporte normalement dans une cellule, " il a dit.
S'il y a un composé dans l'extrait naturel qui peut interagir avec le récepteur, ils vont coller à la surface des nanoparticules. Un aimant peut être utilisé pour séparer les nanoparticules de l'extrait, et les solvants peuvent les détacher, produisant les composés pharmacologiquement actifs possibles.
L'équipe UA a utilisé des membranes cellulaires avec des récepteurs nicotiniques comme revêtement, mais n'importe quel récepteur transmembranaire pourrait être utilisé comme moyen de recherche de composés, dit Ciesla.
"Ce qui est cool avec ce projet, c'est qu'il n'est pas limité, " dit Bao. " Tout ce que vous avez à faire est de changer le type de cellule, et vous pouvez pêcher un autre type de candidat-médicament. »
Ciesla souligne que cette méthode n'est qu'une première étape dans le long processus de création de médicaments pour traiter une maladie, mais il est prometteur pour aider à trouver des utilisations médicinales à partir de produits naturels.
