Sustratos apagados por fluorescencia para imágenes de células vivas de la actividad de la glucocerebrosidasa humana
Anuj K Yadav1, David L Shen, Xiaoyang Shan
1Department of Chemistry, ‡Department of Biological Sciences, and §Department of Molecular Biology and Biochemistry, Simon Fraser University , Burnaby, British Columbia V5A 1S6, Canada.
Journal of the American Chemical Society
|January 7, 2015
Resumen
Los investigadores desarrollaron nuevos sustratos fluorescentes para medir fácilmente la actividad de la glucocerebrosidasa (GCase) en células vivas. Este avance ayuda a la investigación de la enfermedad de Gaucher y la enfermedad de Parkinson y el desarrollo terapéutico.
Área de la Ciencia:
- La bioquímica es la bioquímica.
- Biología celular Biología celular.
- La neurociencia es la neurociencia.
Sus antecedentes:
- Las enfermedades de almacenamiento lisosomal como la enfermedad de Gaucher son el resultado de la deficiencia de glucocerebrosidasa (GCase).
- Las mutaciones en el gen GBA1 que codifican GCase son un factor de riesgo para la enfermedad de Parkinson (EP).
- Las terapias actuales para la deficiencia de GCase incluyen reemplazo enzimático y terapia de acompañamiento, pero el monitoreo de la actividad de GCase en células vivas es un desafío.
Objetivo del estudio:
- Diseñar y sintetizar nuevos sustratos apagados por fluorescencia para monitorear la actividad endógena de GCase en células vivas.
- Para permitir la evaluación en tiempo real de la actividad de GCase y la localización dentro de los lisosomas.
- Para facilitar la evaluación de los inhibidores de la GCasa y la optimización de las estrategias terapéuticas.
Principales métodos:
- Diseño modular y síntesis de sustratos apagados por fluorescencia adaptados para GCase.
- Utilizando pares específicos de fluoróforo y apagador para una generación de señal eficiente.
- Empleando microscopía confocal e imágenes de alto contenido para la evaluación de la actividad y estudios de inhibición.
Principales resultados:
- Desarrollo exitoso de sustratos fluorescentes de alta eficiencia (∼99.9% apagado) para GCase.
- Capacidad demostrada para monitorear la actividad de GCase endógena dependiente del tiempo y la localización lisosómica en células vivas.
- Valida el uso de estos sustratos para evaluar la inhibición de la GCasa en modelos celulares.
Conclusiones:
- Los sustratos desarrollados proporcionan una poderosa herramienta para el análisis in situ de la actividad de GCase.
- Estos sustratos ayudarán a comprender la función de la GCase en la salud y la enfermedad.
- El enfoque puede extenderse para crear sondas similares para otras hidrolasas de glucósidos lisosómicos.
