Die Entdeckung eines neuen Proteins könnte die Abgabe von Krebsmedikamenten revolutionieren

Ein bisher unbekanntes Protein in einer Familie von Bakterien, die im Boden und im menschlichen Darmmikrobiom gefunden wurden, wurde entdeckt – was dazu beitragen könnte, die Arzneimittelabgabe bei der Krebsbehandlung zu verabreichen.

In einem Papier veröffentlicht in PNAsForscher am King’s College London und der University of Washington beschreiben die einzigartige 3D -Struktur dieses Proteins, die jetzt zur Entwicklung von Krebsmedikamentensystemen verwendet wird, die Medikamente auf Tumorstellen abzielen.

Das vom Team, das sie Bier genannte bakterielle Protein, identifiziert haben, hat eine ähnliche Funktion wie Actin – das am häufigsten vorkommende Protein in der Mehrheit der menschlichen Zellen. In Gegenwart einer Chemikalie, die als ATP bezeichnet wird, können sich Aktinmoleküle zu langen Spiralketten zusammenschließen, die als Filamente bekannt sind. Die Filamente sitzen in der äußeren Membran von Zellen und haben viele wichtige Funktionen, einschließlich der Unterstützung von Zellen, um ihre Form zu halten, sich zu teilen und sich zu bewegen. Actin kann auch die ATP aufschlüsseln, was die Filamente zum Zerlegen auslöst.

Bakterien haben ähnliche Proteine ​​wie Actin, die in Gegenwart von ATP Filamente bilden und zur Kontrolle der Zellform und der Aufteilung beitragen. Bei der Untersuchung von Bier entdeckten die Forscher jedoch einen auffälligen Unterschied zu anderen aktinähnlichen bakteriellen Proteinen-seine Struktur.

Dr. Julien Bergeron, Senior Dozent im Randall Center for Cell & Molecular Biophysics am King’s College London, der die Forschung leitete Verrucomicrobiota.

„Mit den fortschrittlichsten Kryo-Elektronen-Mikroskopen konnten wir die Atomstruktur dieses Proteins bestimmen und zeigen, dass es anstelle eines Filaments ein starres Röhrchen mit einer hohlen Hohlraum in seinem Zentrum bildet. Dies unterscheidet sich auffallend von Actin oder einer seiner anderen bakteriellen Gegenstände.“

Dr. Bergeron entdeckte das Protein zum ersten Mal als Postdoktorandin an der Medizinischen School of Medicine der University of Washington in Seattle im Labor von Professor Justin Kollman, leitender Autor der Zeitung. Aber zu dieser Zeit konnten sie die Struktur des Proteins nicht lösen.

Nachdem Dr. Bergeron-mit Hilfe der Laborgruppenmitglieder Shamar Lale-Farjat, Hanna Lewicka und Chloe Parry, mit Hilfe der Laborgruppenmitglieder, die mithilfe fortschrittlicher Bildgebungstechniken studiert wurden, zu King’s wechselte und das Protein untersucht hatte, stellten fest, dass Bier in Gegenwart von ATP in drei Ständer bildet, die eine hohle, tubuläre Struktur bilden.

Zu diesem Zeitpunkt kennen wir die Funktion von Bier nicht. Die Identifizierung eines Aktin-ähnlichen Proteins, der eine röhrenförmige Struktur bildet, verändert unser Verständnis der Entwicklung dieser kritisch wichtigen Proteinefamilie. „

Dr. Julien Bergeron, Senior Dozent im Randall Center for Cell & Molecular Biophysics am King’s College London

In seinem Spin-out Company Prosemble arbeitet Dr. Bergeron nun daran, die einzigartige Struktur der hohlen Bierrohre auszunutzen, um Protein-Nanopartikel für die gezielte Abgabe von Antikrebsmedikamenten an Tumorstellen zu erzeugen. Das Team testet derzeit den Ansatz in präklinischen Brustkrebsmodellen.

„Die Bierkonstruktionen sind nicht nur tubulär, sondern sie haben auch einen Hohlraum in ihrem Zentrum, der groß genug ist, um Arzneimittelmoleküle einzudämmen. Da wir die Montage und Demontage des Röhrchens mit ATP leicht kontrollieren können, gibt es uns eine einfache Methode, um die Medikamente am gewünschten Ort zu liefern und freizulassen“, sagt Dr. Bergeron.

Die Arbeit wurde vom Forschungsrat für Biotechnologie und Biologische Wissenschaften, des Human Frontier Science Program und des National Institute of General Medical Sciences der National Institutes of Health finanziert.

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