Ein Team von der Stanford -Forscher hat eine Proteintherapie , die den Prozess , die Krebszellen , sich von ursprünglichen brechen verursacht stört entwickelt Tumor Websites , reisen durch den Blutstrom und starten aggressive Neubildungen anderer Stelle im Körper .
Dieser Prozess, der als Metastasen bekannt ist, kann Krebs verursachen , um mit tödlicher Wirkung zu verbreiten.
"Die Mehrheit der Patienten, die an Krebs zum Opfer fallen erliegen metastasiertem Formen der Krankheit ", sagte Jennifer Cochran, ein Associate Professor für Bioengineering , die einen neuen therapeutischen Ansatz in Nature Chemical Biology beschrieben .
Heute Ärzte versuchen, verlangsamen oder zu stoppen Metastasen mit Chemotherapie , Aber diese Behandlungen sind leider nicht sehr wirksam und haben schwere Nebenwirkungen.
Das Stanford-Team versucht, Metastasen zu stoppen, ohne Nebenwirkungen, indem verhindert wird zwei Proteine - Axl und Gas6 - aus der Interaktion , um die Ausbreitung von Krebs zu initiieren.
Axl Proteinen stehen wie Borsten auf der Oberfläche von Krebszellenbereit, biochemischen Signalen von Gas6 Proteine erhalten .
Wenn zwei Gas6 Proteine sind Links, mit zwei Axls , die Signale , die generiert aktivieren Krebszellen , um die ursprüngliche Tumorstelle zu verlassen, wandern in andere Teile des Körpers und bilden neue Krebsknötchen.
Um diesen Prozess zu Cochran verwendeten Protein-Engineering , um eine harmlose Version von Axl , der wie ein Lockvogel fungiert erstellen stoppen. Dieser Köder Axl Riegel an Gas6 Proteine in den Blutkreislauf und verhindert, dass sie die Verknüpfung mit und Aktivierung der auf Krebszellen vorhanden Axls .
In Zusammenarbeit mit Professor Amato Giaccia , der die Strahlenbiologie Programm in Stanford Cancer Center leitet, gaben die Forscher intravenöse Behandlungen dieser biotechnologisch Köder -Protein bei Mäusen mit aggressiven Brust und Eierstockkrebs .
Mäuse in der Brustkrebs Behandlungsgruppe hatten 78 Prozent weniger metastatischen Knötchen als unbehandelte Mäuse . Mäuse, die mit Eierstockkrebs hatte eine 90 -prozentige Reduktion der metastatischen Knötchen , wenn mit dem Köder entwickelt Protein behandelt.
" Dies ist eine sehr vielversprechende Therapie , die wirksam und nicht toxisch in präklinischen Experimenten zu sein scheint ", sagte Giaccia . "Es könnte eröffnen einen neuen Ansatz zur Behandlung von Krebs . "
Giaccia und Cochran sind wissenschaftliche Berater Ruga Corporation, ein Biotech- Startup in Palo Alto , die diese Technologie von der Stanford lizenziert hat . Weitere präklinische und tier Tests müssen vor der Bestimmung , ob diese Therapie sicher und wirksam im Menschen durchgeführt werden.
Greg Lemke, der Molekulare Neurobiologie Labor am Salk Institute , nannte dies " ein Paradebeispiel dafür , was Bioengineering tun können " zu öffnen, neue Therapieansätze zur Behandlung von metastasierendem Krebs .
" Eine der bemerkenswerten Dinge über diese Arbeit ist die Bindungsaffinität des Köder -Protein ", sagte Lemke, eine anerkannte Autorität auf Axl und Gas6 , die nicht Teil der Stanford Versuche war .
" Der Köder isst Gas6 bis zu hundertfach besser als die natürliche Axl ", sagte Lemke . "Es sops wirklich Gas6 und nimmt sie außer Gefecht . "
Gerichtete Evolution
Das Stanford- Ansatz basiert auf der Tatsache, dass alle biologischen Prozesse werden durch die Wechselwirkung von Proteinen gesteuert geerdet ist, um die Moleküle, die in Schloss- Taste Mode zusammenpassen alle für Lebewesen funktionieren gestellten Aufgaben zu erfüllen .
In der Natur Proteine entwickeln sich über Millionen von Jahren. Doch Bio-Ingenieure haben Möglichkeiten, um den Prozess der Verbesserung dieser kleinen Teile mit Technologie namens gerichtete Evolution zu beschleunigen entwickelt. Diese besondere Anwendung war das Thema der Doktorarbeit von Mihalis Kariolis , einem Biotechnologie Doktorand in Cochran Labor .
Mit genetischen Manipulation, die Stanford-Team erstellt Millionen etwas andere DNA-Sequenzen. Jede DNA- Sequenz, die für eine andere Variante der Axl codiert.
Die Forscher verwendeten Hochdurchsatz -Screening zu bewerten über 10 Millionen Axl Varianten . Ihr Ziel war es, die Variante, die am festesten an Gas6 gebunden zu finden.
Kariolis gemacht anderen Tweaks , die biotechnologisch Köder ermöglichen, länger im Blutkreislauf bleiben und auch um seinen Griff auf Gas6 ziehen , wodurch der Köder Interaktion praktisch irreversibel.
Yu Rebecca Miao, ein Postdoc-Stipendiat in Giaccia Labor , entwickelt die Tierversuche und arbeitete mit Kariolis um den Köder Axl auf die Labormäuse verwalten. Sie haben auch Vergleichstests zeigen, dass triefend bis Gas6 zu deutlich weniger Neben Krebs Knötchen.
Irimpan Mathews, ein Protein-Kristallographie -Experte an der Stanford Linear Accelerator Center , Mitglied der Forschungsanstrengungen , um das Team ein besseres Verständnis der Bindungsmechanismus zwischen dem Axl Köder und Gas6 .
Proteinkristallographie fängt die Wechselwirkung der beiden Proteine in einer festen Form , so dass die Forscher Röntgenartigen Bildern , wie die Atome in jedem Protein binden zusammen zu nehmen . Diese Bilder zeigten molekularen Veränderungen, die biotechnologisch Axl Köder dürfen Gas6 weit stärker binden als die natürliche Axl Protein.
Nächste Schritte
Jahre der Arbeit liegen vor , um festzustellen, ob dieses Protein Therapie genehmigt, um Krebs beim Menschen zu behandeln. Muss Bioprocess Ingenieure ersten skalieren Produktion des Axl Köder zu reinem Material für klinische Tests zu generieren. Klinische Forscher müssen dann zusätzliche Tierversuche durchführen , um die Zulassung für zu gewinnen und Studien am Menschen durchzuführen. Diese sind teuer und zeitaufwendige Schritte .
Aber diese frühen , hoffnungsvolle Ergebnisse deuten darauf hin , dass die Stanford- Ansatz könnte eine ungiftige Weise metastasierendem Krebs kämpfen werden .
Glenn Dranoff , Professor für Medizin an der Harvard Medical School und einer der führenden Forscher am Dana-Farber Cancer Institute, überprüft ein Vorabexemplar der Stanford Papier war aber sonst nicht mit der Forschung. "Es ist ein schönes Stück der Biochemie und hat einige Nuancen, die es besonders spannend machen", sagte Dranoff und bemerkte, dass Tumoren haben oft mehr als einen Weg , um ihr Überleben und ihre Vermehrung zu gewährleisten .
Axl hat zwei Protein Cousins, Mer und TYRO3 , die auch Metastasen fördern können. Mer und TYRO3 werden auch von Gas6 aktiviert.
"So ein therapeutisches Köder könnte potenziell auf alle drei verwandte Proteine , die entscheidend bei der Krebsentstehung und Progression ", sagte Dranoff .