Рак легких ежегодно уносит больше жизней, чем любой другой вид рака во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2020 году от рака легких умерло около 1,8 миллиона человек. Современные методы лечения основаны на одном из двух направлений: общей химиотерапии, вызывающей тяжелые побочные эффекты у больных раком, или нацеливании на опухоли с очень специфическими мутациями, которые не могут применимы ко многим пациентам — и то, и другое затрудняет борьбу с болезнью.
Исследователи из SRI International разработали и оптимизировали новый пептид — молекулу, содержащую две или более аминокислот, — для использования в качестве средства доставки лекарств для лечения немелкоклеточного рака легких , на долю которого приходится большинство случаев рака легких. Этот пептид, о котором говорится в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications Biology, может нести большие противораковые препараты и успешно воздействовать на раковые клетки , связываясь с ними и запуская процесс втягивания пептида и его груза внутрь.
«С нашими пептидами мы можем начать доставлять большие грузы внутрь клетки, которые иначе не могли бы пройти через клеточную мембрану », — сказала Кэтлинн Браун, вице-президент по системам доставки лекарств в подразделении биологических наук SRI и ведущий автор статьи. «Это открывает дверь для того, чтобы в основном перетаскивать терапевтические средства во внутреннюю работу опухолевых клеток, избегая при этом здоровых клеток, сводя к минимуму потенциальные побочные эффекты».
В настоящее время большинство противораковых препаратов аналогичного действия доставляются с помощью антител, которые связываются со специфическими рецепторами на поверхности раковой клетки. Но есть несколько преимуществ использования пептидов вместо антител. Во-первых, пептиды представляют собой значительно меньшие молекулы, а это значит, что они могут проникать глубже в опухоль. Во- вторых, пептиды могут быть получены химическим путем, а антитела должны производиться биологически в клетках. Химический процесс быстрее, дешевле и дает исследователям более точный контроль над конечным результатом.
«Поскольку мы производим их химическим путем, у нас есть большая гибкость в том, как мы добавляем лекарство», — сказал Браун. «Мы можем надеть любой препарат или груз, который захотим, мы будем точно знать, где он находится, и мы можем изменить это с помощью инструментов, которые есть в нашей лаборатории».
Чтобы найти пептид с нужным набором характеристик, Браун и ее коллеги используют запатентованный процесс отбора, чтобы просеять библиотеку из миллиардов потенциальных вариантов. В этом случае им нужен был пептид, который мог бы успешно находить раковые клетки и связываться с ними, оставляя здоровые клетки в покое; может запускать биологические процессы для быстрого втягивания пептида и его груза в клетку; и не будет разлагаться при циркуляции по телу.
«Мы не пытаемся нацелиться на конкретный маркер клеточной поверхности для начала», — сказал Браун. «Мы делаем то, что называется беспристрастным отбором, что в основном означает, что мы позволим клеткам дать нам лучший ответ. Мы не собираемся пытаться перехитрить мать-природу».
Как только Браун и ее команда идентифицировали пептид с нужными характеристиками, известный как MGS4, они настроили его так, чтобы он был максимально эффективным, и протестировали его с токсичным белком , называемым сапорином , который не может очень эффективно проникать в клетки сам по себе. Они обнаружили, что MGS4 успешно доставляет сапорин к опухолям рака легких у мышей, и после 18 дней лечения опухоли у мышей, которым вводили сапорин, присоединенный к MGS4, были в два раза меньше, чем у мышей, не получавших лечения, или у мышей, получавших сапорин отдельно.
Их работа показывает, что MGS4 может быть ценным инструментом в разработке таргетных препаратов для лечения рака легких. И поскольку он может содержать множество лекарств, исследователи только начинают изучать его потенциал для облегчения лечения.
«Этот белковый токсин является нашей первой терапевтической концепцией, но что действительно важно, так это то, что этот пептид способен доставлять большие токсичные биологические препараты внутрь опухолевой клетки», — сказал Браун. «Мы действительно надеемся, что сможем взять этот пептид и использовать его в различных приложениях с различными терапевтическими средствами».
Теги: биотехнологии
