Изменяя генетический код бактерий, исследователи из Техасского университета в Остине продемонстрировали способ сделать терапевтические белки более стабильными. дозы лекарств, более низкие затраты на здравоохранение и меньшее количество побочных эффектов для пациентов с раком и другими заболеваниями.
Результаты были опубликованы сегодня в журнале Nature Biotechnology.
Многие препараты, обычно используемые для лечения рака и заболеваний иммунной системы, включая инсулин, человеческий гормон роста, интерферон и моноклональные антитела, могут иметь короткую продолжительность активной жизни в организме человека. Это связано с тем, что эти препараты, представляющие собой белки или цепи аминокислот, соединенных химическими связями, содержат аминокислоту цистеин, которая образует химические связи, разрушающиеся в присутствии определенных соединений, обнаруженных в клетках и крови человека.
Новый метод заменяет цистеин другой аминокислотой, называемой селеноцистеином, которая образует более прочные химические связи. Согласно новому исследованию, это изменение приведет к появлению препаратов, обладающих таким же терапевтическим эффектом, но повышенной стабильностью и способных дольше сохраняться в организме.
«Мы смогли расширить генетический код, чтобы создать новые, биомедицински значимые белки», - сказал Эндрю Эллингтон, заместитель директора Центра системной и синтетической биологии и профессор молекулярной биологии, соавтор исследования..
Биохимики уже давно используют генетически модифицированные бактерии в качестве фабрик по производству терапевтических белков. Однако у бактерий есть встроенные ограничения, которые ранее не позволяли использовать селеноцистеин в этих методах лечения. Благодаря сочетанию генной инженерии и направленной эволюции, благодаря которой бактерии, производящие новый белок, содержащий селеноцистеин, могут расти лучше, чем те, которые этого не делают, исследователи смогли перепрограммировать базовую биологию бактерий.
«Мы адаптировали естественный процесс встраивания селеноцистеина в бактерии, чтобы снять все ограничения, что позволяет нам перекодировать любое положение в любом белке как селеноцистеин», - сказал Росс Тайер, научный сотрудник лаборатории Эллингтона, который руководил исследованием..
Другими авторами статьи, все из UT Austin, являются Raghav Shroff, Dustin Klein, Simon d'Oelsnitz, Victoria Cotham, Michelle Byrom и Jennifer Brodbelt.
Тайер, Бродбелт и Эллингтон описали базовый метод в статье, опубликованной в Журнале Американского химического общества в 2015 году. функциональная область препарата Герцептин от рака молочной железы. Команда показала, что новые белки дольше выживают в условиях, аналогичных тем, которые встречаются в организме человека, по сравнению с существующими белками, содержащими цистеин.
Финансирование этого исследования было предоставлено Фондом Уэлча, Национальным научным фондом, Исследовательским бюро армии США и Национальным институтом рака.
Техасский университет в Остине стремится к прозрачности и раскрытию всех потенциальных конфликтов интересов. Исследователи университета, участвовавшие в этом исследовании, представили в университет требуемые формы раскрытия финансовой информации. UT Austin подал патентные заявки на технологию, описанную в этом пресс-релизе, и патенты были лицензированы ранее в этом году для создания стартапа по разработке улучшенных белковых терапевтических средств. Эллингтон и Тайер владеют акциями биотехнологического стартапа.