Как шелк паука можно было бы однажды использовать в лечении рака


фото: Вадим Лесык/Shutterstock


Рак одновременно является одним из самых распространенных и разрушительных заболеваний в нашем обществе. Поэтому разработка новых способов его лечения является непреходящей научной задачей.


Белок под названием p53 играет ключевую роль в иммунном ответе организма на рак и, следовательно, является интересной мишенью для лечения рака. В частности, наши тела полагаются на р53, чтобы предотвратить бесконтрольный рост и деление раковых клеток.


P53 был назван "хранителем генома", потому что он может остановить клетки с повреждением ДНК, превращающиеся в раковые клетки. По сути, он отключает клетку, если обнаруживает какие-либо повреждения, которые могут привести к росту клеток в опухоли.


До 60% всех видов рака p53 отсутствует или поврежден, что делает его наиболее распространенной особенностью, распространенной среди раковых заболеваний человека. Таким образом, введение интактного белка р53 в раковые клетки было бы элегантным способом лечения заболевания.


Однако это сложнее, чем кажется. P53-относительно большой и гибкий белок, что означает, что наши клетки не производят его в больших количествах, он может легко слипаться и перестать работать, и он быстро разрушается, как только он был сделан.


Чтобы найти возможное решение этой проблемы, мы посмотрели, как природа справляется с подобными белками. Несколько неожиданно спидроины, белки, которые пауки прядут в шелк, немного похожи на р53. Они тоже большие, гибкие и легко слипаются. Но не похож на p53, они увенчаны небольшой, компактной частью (вызванной доменом) которая очень стабилизирована и может легко быть сделана клеточным машинным оборудованием продукции протеина.


В нашем исследовании, которое недавно было опубликовано в журнале Structure, мы прикрепили небольшой участок белка шелка паука—домен—к белку p53 человека. Когда мы ввели этот "слитый белок" в клетки в лаборатории, мы обнаружили, что клетки производят его в очень больших количествах.


Чтобы понять, почему, мы проанализировали белок с помощью электронной микроскопии, компьютерного моделирования, ядерного магнитного резонанса и масс-спектрометрии. Эти эксперименты говорят нам, где расположены различные части белка и как они работают вместе, как части робота.


Оказалось, что самая гибкая часть белка р53 была обернута вокруг домена шелка паука, как нить вокруг веретена. "Наматывая" белок таким образом, домен шелка паука вытащил его из клеточного производственного оборудования, и в результате было произведено больше белка.


Чтобы проверить, активен ли белок шелка паука-p53, мы поместили его в раковые клетки, которые содержат так называемые "репортерные гены", которые заставляют клетку загораться, если p53 включает гены, которые заставляют клетку перестать расти. К нашему удивлению, слитый белок дал более сильный ответ, чем обычный p53, что означает, что мы могли бы в принципе использовать домен шелка паука, чтобы увеличить способность p53 закрывать раковые клетки.


Что теперь?


Ни одно из наших открытий до сих пор не является новой терапией рака. Но они открывают новые возможности: мы могли бы использовать эти знания для разработки новых белковых доменов, которые делают p53 менее гибким и более легким в производстве.


Если мы доставим РНК, генетический "план" того, как сделать р53, в клетки, мы могли бы включить модифицированные домены шелка паука, чтобы увеличить способность клеток производить белок.


В качестве следующих шагов мы проверим, насколько хорошо здоровые клетки человека переносят белки шелка паука и продлевает ли это добавление срок службы белка р53 внутри клеток.


Источник.













Обсудить:

0 comments:

Всегда рады услышать ваше мнение!