Opioid receptorok és ligandumok; a heterogenitás molekuláris háttere
Borsodi Anna
A fájdalomcsillapításban döntô szerepet játszó fehérje természetû opioid receptorok mind az idegrendszerben, mind a periférián megtalálhatók és más hormon- és neurotranszmitter receptorokhoz hasonlóan a sejtmembránban helyezkednek el. Az opioid receptorok létére hossszú idôn keresztül csak farmakológiai megfigyelések alapján lehetett következtetni. Az áttörés a hetvenes években következett be, amikor az in vitro receptorkötési technika alkalmazásával egyértelmûen igazolták, hogy radioaktívan jelzett morfin származékok sztereospecifikus módon kötôdtek idegrendszeri eredetû szövetekhez. Az intenzív kutatások hamarosan a morfin receptorok endogén ligandumjainak, - az enkefalinok, a dinorfin és az endorfin - felfedezéséhez vezettek. Az is világossá vált, hogy az ezeket a ligandumokat felismerô receptorok nem képviselnek egységes populációt, hanem három csoportjukat lehet megkülönböztetni, amelyeket mû, delta és kappa névvel láttak el. Ez a három receptor típus nemcsak eltérô ligandspecifitással rendelkezik, hanem lokalizációjuk és a fiziológiai hatások közvetítésének tekintetében is hordoznak egyedi sajátosságokat. A fiziológiai hatások a fájdalomcsillapítás mellett igen sokrétûek lehetnek, beleértve az endokrin- és az immunrendszer szabályozását is. Az opioid receptorok mûködési mechanizmusának vizsgálatában napjainkig fontos feladat a nemkivánatos mellékhatások (tolerancia, dependencia, a légzô- és a gasztrointesztinális rendszer gátlása, stb.) kialakulásának a felderítése és megakadályozása. Ezen belül különös jelentôsége van a célirányos ligand fejlesztésnek.
Az MTA Szegedi Biológiai Központjában (SZBK) a nyolcvanas évek elején kezdôdött el az opioid receptorok kutatása Wollemann Mária vezetésével. A receptorok szerkezetének felderítése megkívánta a ligandkötô fehérje homogén formában való izolálását. Ebben a törekvésben úttörô munkát végzett a szegedi munkacsoport az MTA Peptidkémiai Kutatócsoport Medzihradszky Kálmán vezette kutatói közremûködésével. Míg a mû és delta receptorok tisztítását brit és amerikai kutatócsoportok írták le, az elsô homogén kappa receptort a szegedi laboratóriumban állítottuk elô szolubilizálást követô ligand-affinitáskromatográfia alkalmazásával. Hasonlóan fontos kérdés volt a receptorok méretének megállapítása, amelyhez kíváló eszközt jelentettek a kovalens kötés kialakítására képes úgynevezett affinitás jelôlô ligandumok, peptidek és heterociklusos vegyületek egyaránt. Utóbbiak zöme az Alkaloida Vegyészeti Gyárban (Tiszavasvári) került kifejlesztésre Hosztafi Sándor és munkatársai által.
Az opioid receptorok elsôdleges szerkezetének felderítése sokáig váratott magára. A kilencvenes évek elején a delta, majd a mû- és kappa receptorok aminosavsorrendje is ismertté vált. Ezzel új fejezet nyílt a kutatásban, lehetôvé vált nemcsak a kizárólag egy-egy receptor féleséget hordozó sejtvonalak elôállítása, hanem genetikailag módosított kísérleti rendszerek, köztük mutagenizált állatok létrehozása is.Az új eszközök birtokában tovább gyarapodnak ismereteink a ligand-receptor kölcsönhatás tekintetében. Érthetô módon felfokozódott az igény a nagy specifitású ligandumok iránt. Hazai és külföldi kémikus partnerek segítségével került sor nagyszámú, kíváló tulajdonságokkal rendelkezô peptid és heterociklusos vegyület kifejlesztésére, biológiai jellemzésére, amely a kötôdési vizsgálatok mellett a funkcionális vizsgálatokra is kiterjedt.
A receptorok azonosításához elengedhetetlen eszközök a radioaktív ligandumok, amelyek széles tárházát alakította ki az originális ligandfejlesztés mellett az SZBK Izotóp Laboratóriuma Tóth Géza vezetésével.
Az elmúlt néhány év során két jelentôs felfedezés szabott újabb irányt saját kutatásainknak is. Mind elméleti, mind gyakorlati szempontból kiemelkedô fontosságú az opioid rendszerrel rokon nociceptin/orphanin FQ peptid-receptor család, amelynek vizsgálatát jelenleg Benyhe Sándor vezeti laboratóriumunkban. Ellentmondásokkal terhes a mû receptorok endogén ligandumának feltételezett endomorfinok szerepe. Munkacsoportunk jelenleg is intenzíven foglalkozik az ezzel kapcsolatos kérdésekkel.
Remélhetô, hogy kémikusok, biológusok és farmakológusok összefogásával az elkövetkezô években közelebb jutunk az opioid rendszer mûködésének jobb megértéséhez, aminek kedvezôbb tulajdonságokkal rendelkezô gyógyszerek kifejlesztését kell eredményeznie.
Vissza