Descripción del proyecto
Unas sondas fluorescentes arrojan luz sobre la «materia oscura» de las células
El cribado farmacológico de alto rendimiento es fundamental para el desarrollo de fármacos. Se basa en el análisis automatizado de miles de compuestos químicos o biológicos para comprender sus interacciones con los objetivos biológicos. Sin embargo, el medio diluido tamponado resulta bastante diferente al abarrotado y reducido espacio intracelular «in vivo» en el que se mueven e interactúan multitud de moléculas. Un candidato que presenta unos buenos resultados en una prueba de selección puede no hacerlo en una célula viva, donde su movimiento y actividad podrían verse impedidos por diversos obstáculos que generan todo tipo de fuerzas en un radio relativamente reducido. El proyecto financiado con fondos europeos PArtCell está creando células artificiales que imitan interacciones débiles y no específicas. Este exclusivo preparado se basará en una matriz desarrollada a partir de los datos obtenidos mediante sondas fluorescentes que han sido diseñadas para medir las interacciones entre células vivas sanas y estresadas. PArtCell no solo arrojará luz sobre esta «materia oscura de la biología», sino que también permitirá cribar dianas terapéuticas en condiciones similares a las de la naturaleza.
Objetivo
In the crowded cell, nonspecific interactions between biomolecules alter biochemical equilibria. This matrix of weak nonspecific interactions is composed of hydrophobic, electrostatic, H-bonding, van der Waals, and steric interactions, and is “the dark matter of biology”.
Inaccurate prediction of the behaviour of biomolecules inside cells hampers drug discovery: A high throughput drug screen against a purified target protein in dilute buffer ignores the presence of these weak interactions and results are less relevant. High throughput screens directly in cells are however more difficult to control, interpret and measure.
PArtCell provides a key advance by combining the high level of control and ease of high-throughput screening on purified proteins, with the relevance of screening in the native environment.
The aim is to construct artificial cells that provide a physiologically relevant drug-screening platform.
We will achieve this aim by constructing artificial cells with a matrix of weak nonspecific interactions akin living cells as verified with newly engineered fluorescent probes. The probes measure hydrophobicity, electrostatics and steric effects, as well as the physicochemical state of pathogenic condensates, in healthy and stressed living cells. With this information, we will benchmark artificial cells. Drug screens are applied against pathogenic oligomers that we now can observe in these well-characterized artificial cells.
This research will update textbook knowledge and provide the molecular origin of the matrix of weak nonspecific interactions in living cells. It provides a platform that allows screening against targets under native-like conditions not achievable with other methods. This research thus provides a new opportunity to screen drugs against diseases for which we have no cure yet.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
3584 CS Utrecht
Países Bajos