In silico vs in vitro experiment in research of the natural kinase A inhibitors

Kinaza Aurora A jest jedną z serynowo-treoninowych kinaz, które kontrolują procesy mitozy i mejozy
zachodzące w komórkach. W literaturze jej nadekspresja często jest łączona z występowaniem różnych
chorób nowotworowych [1]. Poszukiwanie związków mogących hamować nadekspresję tego białka jest
jedną ze strategii, będącą polem badań w obszarze nauk farmaceutycznych i medycznych [2-3]. Większość
doniesień skupia się jednak na związkach syntetycznych. W ramach projektu znaczną grupę stanowić będą
związki pochodzenia naturalnego, przede wszystkim kapsaicyna i jej pochodne kapsaicynoidy. Kapsaicyna
jako związek o potencjalnym działaniu hamującym kinazę Aurora A została wybrana, ponieważ wykazano
wcześniej, że suplementacja kapsaicyny znosi oporność na leczenie cisplatyną wywołane nadekspresją
kinazy Aurora A [4]. Wstępne analizy wykorzystujące dokowanie molekularne wskazują, że kapsaicyna
może wykazywać taki właśnie potencjał [5].
W pierwszym etapie projektu wykorzystując dokowanie molekularne w kierunku odnalezienia
potencjalnych inhibitorów kinazy Aurora A zostanie przebadana grupa związków (głównie pochodzenia
naturalnego), wykazująca podobieństwa strukturalne z kapsaicyną. Wśród planowanych do zbadania
związków są kapsaicynoidy naturalne i syntetyczne (dihydrokapsaicyna, homokapsaicyna, noniwamid,
arvanil, olvanil, kapsiat), kurkumina, piperyna, allicyna i zingeron. Dokowanie molekularne będzie
wykonane przy wykorzystaniu dwóch pakietów – Surflex i AutoDock [6]. Obejmować ono będzie również
związki o znanej aktywności względem kinaz Aurora, m. in. barasertib, alisertib, danusertib [7-8].
Dokowanie molekularne jest obecnie jedną z powszechnie wykorzystywanych metod w naukach
farmaceutycznych do opisywania modelowania, symulacji i wizualizacji procesów biologicznych
i medycznych przy użyciu komputerów. Ze względu na stosunkowo niski koszt finansowy i czasowy są
wykorzystywane jako pierwszy etap przed podjęciem właściwych eksperymentów in vitro i in vivo.
W oparciu o uzyskane wyniki z dokowania, planowane jest wykonanie weryfikujących badań in vitro.
Wykonany zostanie test kit służący do oceny hamowania kinazy Aurora A (CycLex Aurora Family Kinase
Assay/Inhibitor Screening Kit). Takie badania są powszechnie wykorzystywane w ocenie inhibitorów Aurory
A [9]. Choć kinaza Aurora A jest znanym białkiem i od lat prowadzone są na niej liczne eksperymenty, do
tej pory nie stosowano połączenia metod numerycznych i eksperymentalnych w badaniu jej inhibitorów.
Wykorzystanie związków o różnej budowie umożliwi też ocenić wpływ struktury cząsteczki na potencjalny
efekt biologiczny.
Projekt ten jest kontynuacją pracy doktorskiej „Analiza strukturalna i fizykochemiczna wybranych ligandów
receptora TRPV1”. W ramach tej rozprawy została przeprowadzona analiza strukturalna kapsaicyny i jej
pochodnych. Uzyskane podczas tych badań informacje na temat struktury krystalicznej będą punktem
wyjścia do analiz in silico. Sposób ułożenia oraz sieć oddziaływań utworzona przez cząsteczkę inhibitora
związanego przez kinazę Aurora A będzie stanowić punkt odniesienia dla wyników uzyskanych dla
badanych związków. Badania aktywności biologicznej będą więc kolejnym etapem badań prowadzonych
nad kapsaicyną i jej pochodnymi.