Bacillus anthracis Bakterien sehr effiziente Maschinen zum Einspritzen von toxischen Proteinen in Zellen , was zu einer potentiell tödlichen Infektion Anthrax bekannt. Ein Team von MIT-Forscher nun entführt dass Liefersystem für einen anderen Zweck : Verwaltung von Krebsmedikamenten .
" Anthrax -Toxin ist ein professioneller zu liefern große Enzyme in Zellen ", sagt Bradley Pentelute , die Pfizer - Laubauch Career Development Assistant Professor für Chemie am MIT. " Wir fragten uns, ob wir Anthrax-Toxin machen ungiftig, und verwenden Sie es als Plattform, um Antikörper-Medikamenten in Zellen zu liefern. "
In einem in der Zeitschrift ChemBioChem erscheinen , Pentelute und Kollegen zeigten, dass sie diese entwaffnet Version des Anthrax-Toxin verwenden, um zwei Proteine , wie Antikörper-Nachahmer , die Krebszellen töten kann durch Unterbrechung spezifische Proteine in den Zellen bekannt zu liefern. Dies ist der erste Nachweis effektiver Lieferung von Antikörper-Nachahmer in Zellen , die es den Forschern ermöglichen , neue Medikamente gegen Krebs und vielen anderen Krankheiten entwickeln könnte , so Pentelute , der leitende Autor des Papiers.
Eine Mitfahrgelegenheit
Antikörper - natürliche Proteine der Körper produziert , um fremde Eindringlinge zu binden - sind ein schnell wachsender Bereich der pharmazeutischen Entwicklung. Inspiriert von natürlichen Protein-Wechselwirkungen haben Wissenschaftler neue Antikörper , die für Proteine wie etwa die HER2 -Rezeptor , auf den Oberflächen einiger Krebszellen zerstören können entworfen . Das resultierende Medikament , Herceptin, wurde erfolgreich verwendet, um Brusttumoren , die den HER2 -Rezeptor überexprimieren, zu behandeln.
Mehrere Antikörpermedikamente entwickelt, die andere Rezeptoren auf Krebszelloberflächengefunden zielen. Allerdings hat die potentielle Nützlichkeit dieses Ansatzes durch die Tatsache , dass es sehr schwierig ist , um Proteine innerhalb der Zellen zu erhalten beschränkt. Dies bedeutet, dass viele potenzielle Ziele wurden " undruggable ", sagt Pentelute .
"Crossing the Zellmembran ist wirklich eine Herausforderung ", sagt er . " Einer der wichtigsten Engpässe in der Biotechnologie ist, dass es wirklich nicht eine universelle Technologie , Antikörper in die Zellen zu liefern existieren."
Zur Inspiration , um dieses Problem zu lösen , Pentelute und seine Kollegen wandte sich an die Natur. Wissenschaftler haben seit Jahrzehnten gearbeitet, um zu verstehen, wie Milzbrand Giftstoffe in die Zellen zu erhalten ; vor kurzem haben Forscher begonnen , die Möglichkeiten der Nachahmung dieses System, um kleine Proteinmoleküle als Impfstoffe zu liefern.
Die Anthrax-Toxin besteht aus drei Hauptkomponenten . Eines ist ein Protein namens Schutzantigen (PA) , die an Rezeptoren genannt TEM8 und CMG2 die auf den meisten Säugerzellen gefunden werden, binden . Sobald PA wird an der Zelle , eine Andockstelle bildet er für zwei Anthrax- Proteine genannt Letalfaktor (LF) und Ödem Faktors ( EF) . Diese Proteine werden in der Zelle durch eine enge Poren gepumpt und stören zelluläre Prozesse , die oft zum Tod der Zelle.
Jedoch kann dieses System harmlos durch Entfernen der Abschnitte der LF und EF Proteine, die für ihre toxischen Aktivitäten verantwortlich sind , hinterlässt den Abschnitten, die die Proteine , Zellen eindringen zu erfolgen. Das MIT-Team dann die giftigen Regionen ersetzt mit Antikörper-Nachahmer , so dass diese Cargoproteine , eine Fahrt in die Zellen durch die PA -Kanal zu fangen.
" Ein prominenter Voraus "
Die Antikörper-Nachahmer auf Proteingerüste , die kleiner als Antikörper sind aber weiterhin die Strukturvielfalt und entwickelt, um verschiedene Proteine in einer Zelle gezielt werden kann. In dieser Studie wurden erfolgreich gezielt die Forscher verschiedene Proteine , einschließlich Bcr -Abl , der chronischen myeloischen Leukämie verursacht; Krebszellen , in denen das Protein gestört wurde unterzog den programmierten Zelltod . Die Forscher erfolgreich blockiert HRAF -1, ein Protein, das eine überaktive bei vielen Krebsarten ist .
" Diese Arbeit stellt eine wichtige Fortschritt in der Drug-Delivery- Bereich ", sagt Jennifer Cochran, ein Associate Professor für Biotechnologie an der Stanford University. "Angesichts der effiziente ProteinlieferPentelute und Kollegen mit dieser Technologie im Vergleich zu herkömmlichen zellpenetrierenden Peptid erreicht , Studien , um diese Ergebnisse in vivo Krankheitsmodelle werden mit Spannung erwartete werden, zu übersetzen. "
Das MIT-Team testet jetzt diesen Ansatz, um Tumoren in Mäusen zu behandeln, und arbeitet auch an Möglichkeiten, um die Antikörper gegen spezifische Zelltypen zu liefern.