Una recente scoperta da parte dei ricercatori ha rivelato l’esistenza di aperture laterali nei canali ionici BK, offrendo un nuovo percorso per lo sviluppo di farmaci selettivi che mirano a questi canali, affrontando una sfida significativa nello sviluppo di farmaci per i canali ionici.
Comprendere i canali ionici e i canali BK
I canali ionici sono strutture simili a tunnel incastonate nelle membrane cellulari che controllano il flusso di molecole cariche all’interno o all’esterno delle cellule, necessario per molti processi biologici. I canali BK, ad esempio, conducono il flusso di ioni potassio e mutazioni ereditarie in questi canali sono state collegate a problemi in più sistemi organici.
Importanza dei canali ionici
I canali ionici sono cruciali sia in condizioni di salute che di malattia, rendendoli obiettivi significativi per lo sviluppo di farmaci. Tuttavia, mirare selettivamente a specifici canali ionici rimane una grande sfida.
La scoperta dei ricercatori
Ricercatori della Weill Cornell Medicine e della RMIT University in Australia hanno scoperto aperture laterali uniche nei canali BK, un tipo di canale ionico. Queste aperture potrebbero consentire alle molecole di farmaci di accedere selettivamente ai canali. Questa scoperta, dettagliata in un recente articolo pubblicato su Nature Chemical Biology, potrebbe portare a nuovi farmaci che mirano al canale BK per il trattamento di varie malattie.
Esplorazione delle strutture dei canali BK
Il Dr. Nimigean e il suo team hanno esplorato la struttura e la funzione dei canali BK, sia direttamente che con esperimenti su una versione batterica chiamata MthK, più facile da studiare in laboratorio. Di recente, hanno osservato che una famiglia di composti che bloccano MthK e BK - non adatti come farmaci ma utili come strumenti di laboratorio – possono accedere e bloccare efficacemente il canale MthK, o ”poro”, anche quando l’imaging strutturale mostra che l’ingresso al poro è completamente chiuso.
Il mistero dell’accesso al poro
“Poiché questi composti non avrebbero accesso diretto al poro in questo stato chiuso, ci siamo chiesti come fossero in grado di entrare,” ha detto il Dr. Nimigean.
Metodi di imaging strutturale e modellazione al computer
Per risolvere questo enigma, i ricercatori si sono rivolti a metodi di imaging strutturale, esperimenti con MthK normale e mutato e, nel laboratorio del Dr. Allen, modellazione al computer delle interazioni tra i composti bloccanti il canale e il canale ionico MthK.
Potenziale per lo sviluppo di farmaci selettivi
Gli scienziati ritengono che i farmaci che bloccano o attivano i canali BK potrebbero aiutare a trattare disturbi come l’epilessia e l’ipertensione. Tuttavia, non esiste alcun farmaco modulatore selettivo del canale BK, in parte perché si sa poco su come i cambiamenti nella struttura del canale BK si relazionino alla funzione del canale. Un altro problema è che i farmaci che influenzano i canali BK interagiscono anche con altri canali ionici perché di solito mirano all’ingresso della condotta che trasporta potassio o “poro”, che non è molto diverso dai pori di altri tipi di canali ionici. Tali interazioni indiscriminate potrebbero portare al caos nel corpo.
Unicità delle fenestrature
“Queste fenestrature sono uniche per i canali di tipo BK, il che suggerisce che i futuri farmaci che mirano a questi siti potrebbero funzionare come bloccanti o attivatori selettivi del canale BK,” ha detto il Dr. Nimigean.
Esperimenti di follow-up
Lei e il suo team stanno pianificando esperimenti di follow-up nei canali BK e sperano di utilizzare le loro scoperte per scoprire composti modulatori selettivi del canale BK che potrebbero essere sviluppati in farmaci.
