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Canaux ioniques

Que sont les canaux ioniques ?

Les canaux ioniques sont des pores dans la membrane cellulaire qui permettent le passage des ions à travers la membrane cellulaire lipidique imperméable. Le flux de calcium, de potassium et de sodium est très important dans de nombreux processus cellulaires tels que la contraction du muscle cardiaque, la libération d’insuline dans le pancréas, la transmission d’impulsions dans le système nerveux comme la douleur, et l’activation des lymphocytes T. Contrairement aux GPCR, les canaux ioniques facilitent le flux ionique passif vers l’équilibre, en fonction des différences de concentration ionique dans la membrane, ainsi que du potentiel membranaire (c’est-à-dire de la différence entre les potentiels électriques à l’intérieur et à l’extérieur).


Principe du kit de test de potassium Flipr

Criblage haut débit des canaux ioniques dans la découverte de médicaments

Les mutations des gènes des canaux ioniques peuvent modifier le flux des ions et perturber l’équilibre électrochimique. Les anomalies des canaux ioniques ont été associées à divers troubles, notamment l’épilepsie, l’ataxie, le diabète sucré, l’arythmie cardiaque et le cancer. C’est pourquoi les canaux ioniques sont de plus en plus importants dans la découverte de médicaments.

Les canaux ioniques constituent la deuxième plus grande classe de protéines membranaires après les GPCR, avec plus de 400 familles de protéines identifiées dans le génome humain.

Les solutions de criblage de médicaments peuvent nous aider à suivre les variations de concentration ionique d’origine médicamenteuse et la perméabilité des canaux ioniques. Plus important encore, le suivi de l’activité des canaux ioniques est nécessaire pour évaluer la cytotoxicité des médicaments, car les effets indésirables des médicaments sur les canaux ioniques peuvent entraîner une toxicité cardiaque. En fait, un certain nombre de médicaments approuvés par la FDA ont dû être retirés pour cette raison.

 

Potentiel membranaire

Traditionnellement, la méthode patch-clamp, considérée comme la référence en la matière, est la méthode privilégiée de mesure des variations du potentiel membranaire. Bien qu’elle soit la plus intéressante, cette méthode est très laborieuse et fastidieuse. Elle ne constitue pas une solution pour le criblage de médicaments haut débit des canaux ioniques.

Molecular Devices a conçu le kit de test FLIPR® Potentiel membranaire afin d’offrir un test de fluorescence rapide, simple et fiable pour détecter les variations du potentiel membranaire. Ce test fournit un niveau d’information proche de celui de la méthode patch-clamp. En combinaison avec le système FLIPR, il constitue un très bon système de criblage haut débit des cibles médicamenteuses des canaux ioniques.

 

Canaux potassiques

Les canaux potassiques constituent le groupe le plus important et le plus diversifié des canaux ioniques, et ils s’expriment dans pratiquement tous les types de cellules. Les canaux potassiques sont responsables d’un grand nombre de fonctions cellulaires, notamment du maintien et de la régulation du potentiel membranaire, de la sécrétion du sel, des hormones et des neurotransmetteurs. Il n’est donc pas surprenant que le dysfonctionnement des canaux potassiques ait été associé à de nombreuses maladies humaines et que les effets indésirables des médicaments sur les canaux potassiques aient été associés à une toxicité cardiaque.

Le kit de test FLIPR® Potassium mesure l’activité fonctionnelle des canaux potassiques régulés par un ligand et régulés par la tension sur un système FLIPR. Ce kit de réactifs offre un test haut débit homogène, rapide, simple et fiable basé sur la fluorescence pour l’activité des canaux potassiques.

 

Solutions pour l’identification de débuts de pistes contre des cibles canaux ioniques

Nous proposons différents tests et instruments d’appui aux études de la fonction des canaux ioniques, notamment des kits de test, des systèmes d’imagerie et de criblage cellulaire, ainsi que des lecteurs de microplaques. Nous indiquons ci-dessous les principales notes d’application pour les tests de potentiel membranaire et de canaux potassiques :

 

  • Caractérisation des agents bloquants les canaux hERG

    Caractérisation des agents bloquants les canaux hERG

    L’inhibition médicamenteuse du canal ionique hERG (human Ether-à-go-go related gene) a été associée à la sensibilité des patients à la tachyarythmie ventriculaire potentiellement mortelle ou aux torsades de pointes. Ces dernières années, un certain nombre de médicaments approuvés par la FDA ont été retirés du marché en raison de leur effet indésirable sur hERG. Ainsi, il devient de plus en plus nécessaire d’identifier les composés qui inhibent le canal hERG au début du processus de découverte de médicaments. Ici, nous présentons l'utilité du kit de test FLIPR Potassium sur le système FLIPR pour l’étude de l’activité du composé hERG.

    Lire la note d’application :

    Caractérisation des inhibiteurs des canaux hERG à l’aide du kit d'essai FLIPR Potassium sur le système FLIPR Tetra

    Développement d’un test de canal Cav 1,3 avec des méthodes optogénétiques

    Développement d’un canal Cav 1,3

    Cav1.3 est un canal calcique régulé par la tension de type L et une cible thérapeutique importante pour la découverte de médicaments. Il a été démontré qu’un certain nombre de médicaments présentent des effets qui dépendent de l’état des canaux Cav1.3, ce qui signifie que la puissance de ces médicaments varie en fonction de la tension membranaire (Vm) et du changement d’état des canaux qui en résulte (ouvert, fermé, inactivé). Comme cela permet probablement une sélectivité hautement souhaitée pour les canaux Cav1.3 pathologiquement suractivés, il existe une demande croissante de développement de tests haut débit pour évaluer les inhibiteurs de canaux sous différents états.

    Les méthodologies actuelles de criblage de ce canal utilisent soit l’électrophysiologie, soit des méthodes fluorométriques utilisant des conditions cytotoxiques du potassium pour moduler le potentiel membranaire, mais ces deux approches présentent des limitations importantes.

    Dans cette étude, nous démontrons la nouvelle utilité des outils optogénétiques pour contrôler la Vm de façon réversible et précise pour le criblage des inhibiteurs des canaux calciques dépendants de l’état avec le système FLIPR.

    Développement d’un essai de canal Cav 1,3 à l’aide de méthodes optogénétiques sur le système FLIPR Tetra

  • Développement d’un test cellulaire sur le transporteur potassium-chlorure

    Développement d’un test cellulaire sur le  transporteur potassium-chlorure

    L’évaluation fonctionnelle des canaux ioniques potassiques dans une cellule est cruciale dans le processus de découverte de médicaments, tout particulièrement lorsque cela met en jeu la sécurité cardiaque. Le kit de test FLIPR® Potassium exploite la perméabilité des ions thallium (Tl+) à travers à la fois les canaux potassiques (K+) régulés par la tension et par un ligand. Dans cet essai, un nouveau colorant indicateur Tl+ hautement sensible génère un signal fluorescent brillant proportionnel au nombre de canaux potassiques à l'état ouvert, offrant une indication fonctionnelle des activités des canaux potassiques.

    Lire la note d’application :

    Développement d'un essai de transporteur potassium-chlorure cellulaire avec le kit d'essai FLIPR Potassium

    Canaux ioniques régulés par un ligand (CIRL)

    Canaux ioniques régulés par un ligand (CIRL)

    Les canaux ioniques régulés par un ligand (CIRL) constituent une grande famille de protéines membranaires qui permettent le passage d’ions à travers les membranes, en réponse à la liaison de ligands tels que les neurotransmetteurs. Les CIRL représentent une classe de cibles médicamenteuses très intéressantes en raison du rôle central qu’ils jouent dans de nombreuses fonctions physiologiques et de leur association à de nombreuses maladies humaines.

  • Mesure du potentiel membranaire

    Mesure du potentiel membranaire

    Cette note d’application fournit un protocole de base pour réaliser un test de potentiel membranaire sur le système FLIPR en utilisant les kits de test FLIPR Potentiel membranaire, ainsi qu’une discussion sur certains des paramètres importants d’optimisation et de résolution des incidents du test.

    Le kit combine les avantages de données hautement informatives, comparables aux données du patch-clamp, aux avantages du criblage haut débit réalisable avec le système FLIPR.

    Mesure du potentiel membranaire à l’aide du kit de test de potentiel membranaire FLIPR® sur des systèmes lecteurs de plaques d’imagerie fluorométrique (FLIPR®)

    Tests de potentiel membranaire

    Tests de potentiel membranaire

    Les variations du potentiel membranaire (la tensionà travers une membrane d’une cellule), comme dans les cellules musculaires ou cardiaques, peuvent avoir un effet thérapeutique ou indésirable sur les cellules. Des colorants sensibles à la tension peuvent être utilisés pour mesurer le potentiel membranaire lorsqu’il varie dans la membrane cellulaire. Une augmentation de l’intensité du colorant signale une augmentation de la tension et une diminution du signal reflète une chute du potentiel membranaire. Si un canal est bloqué, le signal fluorescent du colorant est réduit. Il s’agit d’une méthode indirecte permettant de cribler un grand nombre de composés afin d’identifier des ouvreurs et des inhibiteurs de canaux potentiels.

    Notes d’application sur le potentiel membranaire

  • Optimisation du test de canal NaV1.5

    Optimisation du test de canal NaV1.5

    Des canaux ioniques dépendant du voltage sont présents dans les membranes cellulaires excitables du cœur, des muscles squelettiques, du cerveau et des cellules nerveuses. Le fait de bloquer ou de moduler ces canaux peut avoir un effet thérapeutique ou peut interférer avec le fonctionnement normal des cellules. Ainsi, les composés qui affectent les canaux ioniques dépendant du voltage sont des cibles importantes dans la découverte des médicaments.

    Les kits de test FLIPR® pour la mesure du potentiel membranaire fournissent des formulations homogènes basées sur la fluorescence pour l’observation en temps réel des modifications du potentiel membranaire associées à l’activation des canaux ioniques et aux protéines transporteuses d’ions.

    Lire la note d’application :

    Optimisation du test de canal NaV1.5 avec le kit de test de potentiel membranaire FLIPR

    Essais potassium

    Dosages du potassium

    La majorité des solutions de découverte de médicaments pour les canaux ioniques se concentrent sur les canaux potassiques, car il s’agit du type de canal ionique le plus répandu, fonctionnant sur l’action du muscle cardiaque et la libération des hormones. Les kits de dosage du potassium peuvent être utilisés pour mesurer l’effet des molécules médicamenteuses sur le transport du thallium à travers le canal potassique comme substitut de l’activité du canal potassique.

    Ressources sur le dosage du potassium :

  • Test des canaux ioniques potassium pour le criblage haut débit

    Test des canaux ioniques potassium pour le criblage haut débit

    Les canaux potassium sont responsables d’un grand nombre de fonctions cellulaires, notamment du maintien et de la régulation du potentiel membranaire, de la sécrétion des sels, hormones et neurotransmetteurs. Le dysfonctionnement des canaux potassium a été associé à de nombreuses maladies chez l’homme. Les effets indésirables des médicaments sur les canaux potassium ont été associés à une toxicité cardiaque. En raison de leurs fonctions physiologiques essentielles et de leur implication dans la toxicité d’origine médicamenteuse, les canaux potassium font l’objet de nombreuses études par l’industrie pharmaceutique. En outre, les tests fonctionnels cellulaires sont de plus en plus utilisés car ils permettent d’obtenir des résultats plus pertinents d’un point de vue physiologique. Des difficultés apparaissent lorsque l’on mesure l’activité des canaux ioniques K+ dans un format haut débit. Une technique largement adoptée consiste à utiliser la méthode fluorométrique dans laquelle la liaison du thallium à des colorants fluorescents sensibles au thallium est utilisée comme mesure de substitution de l’activité des canaux potassium.

    Télécharger l'affiche scientifique :

    Essai de nouveau canal ionique potassique homogène pour le criblage à haut débit

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