Illuminating the Dark Side of COX-2: Insights from Computational Simulations and Fluorescent Probes in Cancer Research

Álex Pérez Sánchez

Les ciclooxigenases són una família d’enzims que tenen un paper fonamental en la regulació de la inflamació, el dolor i la febre. en el cos humà. Hi ha dues isoformes principals de ciclooxigenases, COX-1 i COX-2, amb diferents rols i patrons d’expressió en diversos teixits. COX-1 s’expressa constitutivament a la majoria de teixits i juga un paper crucial en el manteniment de l’homeòstasi, mentre que la COX-2 expressada de forma constitutiva es limita a regions específiques. A més, la COX-2 és un enzim induïble, expressat en llocs d’inflamació i càncer. Malgrat les seves funcions essencials en el cos, les ciclooxigenases també estan associades amb el desenvolupament de diverses malalties, inclòs el càncer. S’ha observat que en diversos tipus de tumors, com el colorectal, càncer de mama i de pulmó, hi ha un augment de l’expressió de l’enzim COX-2, que s’associa amb el desenvolupament i progressió del càncer. La sobreexpressió de COX-2 condueix a un augment de producció de prostaglandines, que afavoreixen el creixement del tumor i l’angiogènesi, la qual cosa la converteix en un objectiu atractiu per a la teràpia del càncer
Álex Pérez Sánchez – EuChemS CompChem 2023, Salònica (Grècia)
Per estudiar el comportament de la COX-2 a les cèl·lules canceroses, els investigadors van emprar compostos fluorescents derivats de fàrmacs antiinflamatoris coneguts. Aquests compostos poden diferenciar entre cèl·lules sanes patint un procés inflamatori comú i cèl·lules canceroses amb una sobreexpressió de l’enzim. Utilitzant aquestes sondes fluorescents, els investigadors poden estudiar el comportament de l’enzim i el seu efecte sobre la medi cel·lular circumdant. S’han utilitzat eines computacionals avançades, com ara simulacions híbrides de dinàmica molecular QM/MM per simular l’espectre de fluorescència de la sonda fluorogènica específica de COX-2 unida al monòmer huCOX-2 i al dimer. Aquest estudi pretén investigar l’efecte dels dos tipus de sistemes sobre els màxims de fluorescència de els medicaments modificats. Explorant la relació entre la formació del dímer huCOX-2 i el càncer amb més profunditat, aquesta investigació aporta llum sobre el comportament de la proteïna en cèl·lules que no es troben en homeòstasi. i presenten sobreexpressió de huCOX-2. A més, aquest estudi proporciona informació valuosa sobre el disseny de fàrmacs específics per al tractament del càncer, que podrien millorar els resultats dels pacients i la qualitat de vida