Νέα τεχνολογία στοχεύει σε δύσκολες μορφές καρκίνου
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μπαθ παρουσίασαν μια επαναστατική τεχνολογία που αξιοποιεί βακτήρια για την κατασκευή, χημική σταθεροποίηση και δοκιμή εκατομμυρίων πιθανών φαρμακευτικών μορίων εντός ζωντανών κυττάρων. Αυτή η καινοτομία καθιστά την ανακάλυψη νέων θεραπειών για καρκίνους που είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν, ταχύτερη και πιο εύκολη.
Η έρευνα για τους πεπτίδια και τους καρκινικούς παράγοντες
Οι επιστήμονες της Διεύθυνσης Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου εστιάζουν στους πεπτίδια – μικρές αλυσίδες αμινοξέων που αποτελούν τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών – ως πιθανά φάρμακα για μια κατηγορία καρκινικών παραγόντων που είναι γνωστοί ως μεταγραφικοί παράγοντες. Αυτές οι πρωτεΐνες λειτουργούν ως «μαγνητικά διακόπτες» που ελέγχουν τη δραστηριότητα των γονιδίων και συχνά είναι υπερδραστήριες στον καρκίνο.
Η διαδικασία της χημικής σταθεροποίησης
Στη νέα τους μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell Chemical Biology, η ομάδα δημιούργησε ένα βακτηριακό σύστημα όπου κάθε βακτήριο παράγει έναν διαφορετικό πεπτίδιο, ο οποίος στη συνέχεια τροποποιείται χημικά εντός του ζωντανού κυττάρου. Αυτή η χημική διαδικασία λειτουργεί ως μοριακό «στέλεχος», κλειδώνοντας κάθε πεπτίδιο σε μια καθορισμένη μορφή που δεν θα υιοθετούσε φυσιολογικά.
Αυτό το βήμα είναι κρίσιμο, καθώς η χημική «συσκευασία» συμβαίνει αφού παραχθεί ο πεπτίδιο, αλλά ενώ βρίσκεται ακόμα μέσα στο κύτταρο, επιτρέποντας στους ερευνητές να δοκιμάσουν εκατομμύρια δομικά σταθεροποιημένα πεπτίδια απευθείας σε βιολογικό περιβάλλον.
Πλεονεκτήματα της νέας μεθόδου
Αφού η χημεία διεξάγεται εντός ζωντανών κυττάρων, η προσέγγιση αυτή είναι πιο καθαρή, φιλική προς το περιβάλλον και οικονομικά αποδοτική σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους ανακάλυψης πεπτιδικών φαρμάκων. Αποφεύγει τους τοξικούς διαλύτες και τις πολυάριθμες χημικές διαδικασίες που απαιτούνται συνήθως για την παραγωγή και τη «συσκευασία» πεπτιδίων στο εργαστήριο.
Οι παραδοσιακές μέθοδοι απαιτούν την παραγωγή, καθαρισμό, χημική τροποποίηση και εκ νέου καθαρισμό των πεπτιδίων. Αντίθετα, τα σταθεροποιημένα πεπτίδια μπορούν να ανακτηθούν απευθείας από το κύτταρο σε ένα μόνο, απλοποιημένο βήμα. Αυτή η απλότητα καθιστά τη μέθοδο κλιμακώσιμη, καθώς οι ίδιες βακτηριακές διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για την ανακάλυψη θα μπορούσαν, θεωρητικά, να προσαρμοστούν για μεγαλύτερη παραγωγή και κατασκευή πεπτιδίων.
Δοκιμές και μελλοντικές προοπτικές
Οι τροποποιημένοι πεπτίδες στη συνέχεια υποβάλλονται σε έλεγχο δραστηριότητας μέσω μιας τεχνικής που ανέπτυξε η ομάδα, γνωστή ως Transcription Block Survival (TBS) assay. Σε αυτό το σύστημα, τα βακτήρια μπορούν να επιβιώσουν μόνο εάν ο πεπτίδιο που παράγουν μπλοκάρει επιτυχώς τον καρκινογόνο μεταγραφικό παράγοντα.
Συνδυάζοντας τη χημική σταθεροποίηση των πεπτιδίων με την TBS assay, οι ερευνητές μπορούν ταυτόχρονα να παρασκευάσουν και να ελέγξουν δεκάδες εκατομμύρια διαφορετικούς παραλλαγμένους πεπτίδες για την ικανότητά τους να απενεργοποιήσουν έναν μεταγραφικό παράγοντα στόχο σε ένα μόνο πείραμα.
Η επιβίωση εξαρτάται από την επιτυχημένη μπλοκάρισμα του στόχου, γεγονός που επιτρέπει στους πιο αποτελεσματικούς σταθεροποιημένους πεπτίδες να κυριαρχούν γρήγορα στον πληθυσμό των βακτηρίων. Την ίδια στιγμή, οποιοιδήποτε πεπτίδες που είναι ασταθείς, αναποτελεσματικές ή τοξικές αποκλείονται αυτόματα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.
Ο Δρ. Άντριου Μπρέναν από το Πανεπιστήμιο του Μπαθ, πρώτος συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε: «Ορισμένοι καρκίνοι προκαλούνται από μεταγραφικούς παράγοντες που είναι κολλημένοι στη θέση ‘on’, οδηγώντας τα καρκινικά κύτταρα να αναπτύσσονται και να εξαπλώνονται όταν δεν θα έπρεπε. Αυτή η ανεξέλεγκτη ανάπτυξη είναι που οδηγεί στη δημιουργία και μετάσταση των όγκων». Η ομάδα σκοπεύει να δοκιμάσει αν αυτοί οι πεπτιδικοί αναστολείς είναι αποτελεσματικοί σε πιο σύνθετα μοντέλα ιστών και σε μελέτες σε ζώα.
