Whitehead Institute Wissenschaftler haben genetisch und enzymatisch modifiziert roten Blutkörperchen , um eine Reihe von wertvollen Nutzlasten - von Drogen, um Impfstoffe , um Kontrastmittel - für die Lieferung an bestimmten Stellen im ganzen Körper.
"Wir wollten hochwertige Erythrozyten, die mehr als nur tun transportieren den Sauerstoff zu schaffen ", sagt Whitehead Gründungsmitglied Harvey Lodish , die mit Whitehead Mitglied Hidde Ploegh in diesem Streben zusammengearbeitet. "Hier haben wir die Technologie, um Maus und Mensch roten Blutzellen in Kultur zu machen , die zum Ausdruck bringen können , was wir wollen und potentiell für therapeutische oder diagnostische Zwecke verwendet werden, festgelegt. "
Die Arbeit in dieser Woche veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ) , kombiniert Lodish Expertise in der Biologie der roten Blutkörperchen (Erythrozyten ) mit in Ploegh Labor entwickelten biochemischen Methoden .
Erythrozyten sind ein attraktives Fahrzeug für potenzielle therapeutische Anwendungen für eine Vielzahl von Gründen , einschließlich ihrer Fülle - sie zahlreicher als jedes andere Zelltyp im Körper sind - und ihre lange Lebensdauer ( bis zu 120 Tage im Umlauf ) . Vielleicht am wichtigsten ist , während RBC Produktion, die Vorläuferzellen , die schließlich zu reifen Erythrozyten werden über Bord werfen ihre Kerne und alle DNA darin . Ohne Zellkern , eine reife RBC fehlt jedes genetische Material oder irgendwelche Anzeichen von früheren genetischen Manipulation , die in Folge haben kann Tumor Bildung oder andere schädliche Wirkungen haben.
Ausnutzen dieser Eigenschaft Lodish und sein Labor eingeführten Gene -Codierung für bestimmte leicht modifizierte normalen roten Zelloberflächenproteine in Early-Stage RBC Vorfahren . Da die RBCs nähern Reife und enucleate verbleiben die Proteine auf der Zelloberfläche , wo sie von Ploegh der Proteinmarkierungstechnikmodifiziert. Als " sortagging ", der Ansatz basiert auf dem bakteriellen Enzym Sortase A , um eine starke chemische Bindung zwischen dem Oberflächenprotein und eine Substanz der Wahl herzustellen , sei es ein niedermolekularer therapeutischen oder einen Antikörper binden kann, ein Toxin . Die Änderungen lassen sich die Zellen und ihre Oberflächen unverletzt.
"Weil die modifizierten humanen roten Blutzellen können im Körper für bis zu vier Monate zirkulieren könnte man ein Szenario, in dem die Zellen verwendet werden, um Antikörper, die für ein Toxin neutralisieren einzuführen vorstellen ", so Ploegh . " Das Ergebnis wäre, langlebige Reserven von Antitoxin -Antikörper. "
Der Ansatz hat die Aufmerksamkeit des US-Militärs und eroberte seine Defense Advanced Research Projects Agency ( DARPA ), die Unterstützung ist die Forschung an Whitehead im Interesse der Entwicklung von Behandlungen oder Impfstoffe wirksam gegen biologische Waffen .
Lodish glaubt, dass die Anwendungen sind potenziell riesigen und kann roten Blutkörperchen modifiziert , zu binden und zu entfernen sind schlecht Cholesterin aus der Blutbahn führen Blutgerinnsel auflösende Proteine zu ischämischen Behandlung Schlaganfälle oder Tiefvenenthrombose , oder liefern entzündungshemmenden Antikörper gegen chronische lindern Entzündung . Weiterhin Ploegh stellt es Hinweise darauf, dass modifizierte Erythrozyten könnte verwendet werden, um die unerwünschte Immunantwort , die oft begleitet Behandlung mit Therapien auf Proteinbasis zu unterdrücken. Ploegh erforscht , ob diese Erythrozyten könnte prime das Immunsystem verwendet werden , damit Patienten besser vertragen die Behandlung mit solchen Therapien.