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Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont des protéines de surface de cellules pouvant être activés par des ligands extracellulaires (p. ex., peptides, hormones protéiques, amines), donc réglementer beaucoup physiologique et le développement de procédés1. Quand un agoniste occupe sa poche de liaison de GPCR, le changement conformationnel induit dans la protéine réceptrice favorise la liaison d’intracellulaire récepteurs associés aux protéines G hétérotrimériques, consistant en Gα- PIB et sous-unitésβγ G. L’échange subséquent du GTP pour le PIB sur les résultats de sous-unitéα G dans la dissociation de les sous-unités de protéine G (Gα-GTP et Gβγ) qui, à son tour, va lancer plus loin en aval de signalisation des voies2,3. Lorsque le Gα-GTP est hydrolysé, re-association du Gα- PIB et sous-unitésβγ G convertira la protéine G dans son état au repos3,4. Différents types de protéines G existent (Gs, G,i/o, Gq, G12/13), qui sont classés par catégorie basée sur la similarité de séquence avec le G de sous-unitéα 5. Toutes ces protéines G induisent des voies de signalisation intracellulaire définis qui sous-tendent la réaction biologique à l’activation du récepteur. À la suite de l’activation des récepteurs, kinases GPCR (krg) phosphorylent la queue intracellulaire des RCPG, ce qui favorise une interaction avec le β-arrestins. Ce processus conduit à la résiliation de la signalisation, du récepteur de la désensibilisation et l’internalisation6G de protéines. Β-arrestins font également partie des complexes moléculaires multiples que le déclencheur de signalisation cascades indépendant de signalisation7G de protéines.
RCPG est parmi les cibles moléculaires plus validés pour une intervention thérapeutique, déréglementé GPCR signalisation médiée par, par exemple en raison du gain de fonction des mutations dans le gène du récepteur ou de la surexpression du récepteur, contribue à l’étiologie de la plupart 8de maladies humaines. Par conséquent, RCPG représente l’une des classes plus importantes de médicaments cibles étudiées par l’industrie pharmaceutique8,9,10. Un exemple notable d’un RCPG cliniquement pertinente est le récepteur de chimiokines CXC 4 (CXCR4), qui peut être activé par un ligand naturel unique, le CXC chemokine ligand 12 (CXCL12)11. En raison de son rôle établi comme un corécepteur majeur pour 1, virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) entrée et infection en cluster de différenciation 4 (CD4) positive T-lymphocytes12, CXCR4 a d’abord étudié comme une cible de médicament antiviral. Domiciliation de souches et progénitrices cellules13et CXCL12-CXCR4 interaction dans la moelle osseuse plus régule la rétention. Aussi, compte tenu de son implication dans nombreux aspects de la biologie (p. ex., la survie des cellules tumorales, métastase, angiogenèse tumorale liées) de cancer du14 et plusieurs autres maladies humaines (p. ex., les maladies inflammatoires)15, CXCR4 a soulevé beaucoup d’intérêt comme une cible prometteuse pour la découverte de médicaments. AMD3100, une petite molécule qui vise spécifiquement les CXCR4, initialement détectée comme un anti-VIH médicament candidat16 et demeure l’un des plus puissants antagonistes CXCR4 décrits à la date17. Son développement comme un médicament antiviral a toutefois abandonné18. Actuellement, cette molécule est utilisée comme agent de mobilisation des cellules souches pendant le traitement du myélome multiple et lymphome patients18. Plusieurs autres non chimiquement apparentés de petites molécules et des produits biologiques qui inhibent la fonction CXCR4 avec puissance variable ont été décrits19.
Méthodes de liaison du récepteur sont des outils précieux en pharmacologie qui permettent l’identification des composés (par exemple, de petites molécules) qui interagissent directement avec la GRCP d’intérêt. Afin d’effectuer des études de liaison, il n’y a aucun besoin de connaissances préalables concernant les propriétés de signalisation intracellulaires ou fonctionnalités d’un RCPG donnée. Bien que cela peut être considéré comme un avantage, elle implique que composés pour quel récepteur liaison peut être prouvé doivent être davantage caractérisé en évaluant leur potentielle activité agoniste ou antagoniste. Cette activité peut être évaluée à l’aide de tests pharmacologiques ou biologiques associés à la GRCP sous étude. Selon leur profil d’activité, les molécules de liaison du récepteur pourraient alors potentiellement évoluer pour devenir composés de plomb roman d’enquête dans les études précliniques et cliniques. Les molécules qui se lient spécifiquement à un récepteur à haute affinité peuvent aussi servir comme échafaudages à créer des outils thérapeutiques ou diagnostiques, par exemple par radiomarquage eux pour l’imagerie non invasive en vivo de cellules de tumeur20, ou comme potentiel véhicules pour l’administration ciblée d’agents thérapeutiques,21. Dans le cas de CXCR4, l’imagerie in vivo de cellules tumorales a déjà été démontrée à l’aide de modèles de souris dans lequel des molécules marquées CXCR4 ciblage a permis la visualisation du cancer humain xénogreffes20,22,23 .
Dans ce rapport, nous décrivons un protocole détaillé pour un test de fixation de concurrence qui permet l’identification de petites molécules et des produits biologiques qui interfèrent directement avec agoniste (CXCL12) contraignant à CXCR4. Le principe de base du dosage est la concurrence entre un montant fixe de ligand fluorescent étiqueté (CXCL12AF647, voir la Table des matières et réactifs) et non composés pour la liaison aux récepteurs protéiques17, 24. le signal fluorescent spécifique d’étiquetées ligand lié à des cellules individuelles exprimant le CXCR4 est ensuite analysé par cytométrie en flux. Ce signal fluorescent sera réduit lorsque non étiquetées de petites molécules perturbent l’interaction CXCL12AF647 / CXCR4. Le test utilise des cellules vivantes non manipulé endogène exprimant CXCR4 (c.-à-d., les cellules Jurkat). Par conséquent, aucune préparation de la membrane cellulaire n’est nécessaire, ce qui rend le test pratique, rapide et compatible avec un débit plus élevé. Comme un ligand fluorescent étiqueté est utilisé, la radioactivité est évitée.
CXCL12 étant l’agoniste naturel pour CXCR4, composés de petites molécules qui interfèrent avec la liaison CXCL12AF647 dans l’essai sont susceptibles d’interagir avec le site de liaison du récepteur orthosteric (c.-à-d., le site de liaison occupé par le naturel agoniste). Les molécules qui interagissent avec les sites de fixation de récepteurs topographiquement distincts de l’accepteur orthosteric ne sont pas détectés, si ils n’influencent pas la liaison de CXCL12. Par exemple, les MODULATEURS ALLOSTÉRIQUES positifs et négatifs, une catégorie importante et émergente des RCPG ciblant les molécules agissant sur les sites de liaison allostérique25, seront potentiellement pas ramassés avec ce test. En outre, si les composés identifiés avec cette fonction de test de liaison agonistes ou antagonistes des récepteurs ne peuvent pas être dérivés. Enquête des composés identifiés dans les essais pharmacologiques ou fonctionnelles supplémentaires axés sur le récepteur sera donc nécessaire. Ces tests pourraient inclure (une combinaison de) cellulaire fluorescence ou luminescence-tests pour la détection des seconds messagers (p. ex., Ca2 +, adénosine monophosphate cyclique (AMPc)), phénotypiques ou dosages biologiques et la β-arrestine tests de recrutement, le choix dont dépend les signalisation des propriétés spécifiques de la GRCP sous étude. Par conséquent, le test de liaison compétitive décrit dans les présentes principalement sert un test de dépistage initial qui doit être complétée par d’autres analyses pour permettre à une caractérisation approfondie des composés avec puissance de fixation de récepteurs cellulaires.