2014年,欧洲药品管理局批准了药物Tecfidera用于治疗复发性多发性硬化症,这是一种影响全球数百万人的神经退行性疾病。在多发性硬化症中,炎症会破坏神经周围的保护性髓磷脂绝缘层和神经本身。

tecfiera的有效成分是富马酸二甲酯,一种被认为可以调节免疫系统的化合物,因此具有抗炎作用,可以缓解多发性硬化症的症状。

但Tecfidera获得批准的一个细节可能不太受欢迎:它将一种相对较新的——而且在很大程度上仍未被开发的——药物类别——反应性亲电试剂引入了市场。

反应性亲电化合物,如富马酸二甲酯,是一种“寻求”与具有可用电子对的原子或其他分子结合的分子。在某些药物中加入亲电性单位可以显著提高药物的药效,这一领域已经产生了大量的研究活动。

然而,问题在于,我们并不确切知道大多数反应性亲电药物是如何工作的,这使得预测它们的效果和结果,以及有效地设计新药物变得困难。主要的障碍是,反应性亲电试剂在体内甚至细胞内似乎非常“混杂”,除了预定的目标外,还会与多个目标结合,这可能导致意想不到的副作用和药物毒性,在极端情况下,甚至导致死亡。

现在,由伊蒙·埃教授领导的一组科学家在研究反应性亲电试剂对人体的影响方面取得了重大突破。科学家们使用了一种名为“可靶向反应性亲电试剂和氧化剂”的技术,简称T-REX。T-REX和更广泛的“REX技术”是Aye教授在康奈尔大学工作期间开发的,当时她试图了解亲电信号的机制。T-REX方法于2016年首次发表,它向靶蛋白释放一种特定的亲电试剂,其后果可以在空间和时间以及活细胞中观察到。

  • 生命科学实验室自动化和数字化的过去、现在和未来
  • 罕见的细菌菌株产生突破性的化合物,以对抗乙型肝炎
  • 机器学习揭开了抗菌素耐药性的秘密,识别了900多个关键基因

在这项研究中,研究人员使T-REX与斑马鱼兼容(他们将这种技术命名为Z-REX),并利用它系统地研究Tecfidera中亲电性富马酸二甲酯的相互作用,以及这些相互作用如何产生Tecfidera的免疫调节作用。

科学家们瞄准了已知的癌症和转移抑制蛋白Keap-1,它一直被认为是富马酸二甲酯的潜在靶标。他们利用Z-REX用各种亲电试剂靶向Keap-1,发现其中一些试剂触发了导致中性粒细胞和巨噬细胞凋亡的信号通路。

这一途径还涉及到一些新的“蛋白质参与者”,这些“蛋白质参与者”以前在Tecfidera领域没有被考虑过。通过去除这些“参与者”,研究人员发现Tecfidera的抗炎作用也被消除了,而正是这种抗炎作用使其成为多发性硬化症的治疗药物。

这项工作表明,Z-REX,以及延伸的REX技术,是研究生物体内亲电化合物和药物相互作用的有效工具。