Eiwitfabrieken

Geneesmiddelen gemaakt van eiwitten zijn veelbelovend gebleken bij de behandeling van kanker, maar ze zijn moeilijk te leveren omdat het lichaam eiwitten gewoonlijk snel afbreekt.

Om dat obstakel te omzeilen, heeft een team van MIT-onderzoekers een nieuw type nanodeeltje ontwikkeld dat op verzoek eiwitten kan synthetiseren. Zodra deze eiwitfabrieksdeeltjes hun doelwit hebben bereikt, kunnen de onderzoekers de eiwitsynthese initiëren door er ultraviolet licht op te schijnen.

De deeltjes kunnen worden gebruikt om kleine eiwitten af ​​te leveren die kankercellen doden en uiteindelijk grotere eiwitten zoals antilichamen die het immuunsysteem aanzetten om tumoren te vernietigen, zegt Avi Schroeder, een postdoc in het David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research van MIT, die ontwikkelde de deeltjes met Instituut Professor Robert Langer, ScD '74, en Daniel Anderson, een universitair hoofddocent gezondheidswetenschappen en technologie en chemische technologie.

De onderzoekers hopen de eiwitopbouwende deeltjes te gebruiken om tumoren aan te vallen die zich van de oorspronkelijke kankerplaats naar andere delen van het lichaam hebben verspreid. Dergelijke metastasen veroorzaken 90 procent van de sterfgevallen door kanker.

De deeltjes bootsen de eiwitproductiestrategie na die in de natuur wordt aangetroffen. Cellen slaan hun instructies voor het bouwen van eiwitten op in DNA, dat vervolgens wordt gekopieerd naar boodschapper-RNA. Dat mRNA draagt ​​eiwitblauwdrukken naar celstructuren die ribosomen worden genoemd, die het mRNA lezen en vertalen in aminozuursequenties. Aminozuren worden aan elkaar geregen om eiwitten te vormen.

We wilden machines gebruiken die al zeer effectief zijn gebleken, zegt Schroeder. Ribosomen worden in de natuur gebruikt en zijn door de natuur gedurende miljarden jaren geperfectioneerd om de beste machine te zijn die eiwitten kan produceren.

De nanodeeltjes bevatten een mengsel van ribosomen, aminozuren en de enzymen die nodig zijn voor eiwitsynthese, allemaal gedragen in een vettige buitenlaag. Ook inbegrepen in het mengsel zijn DNA-sequenties voor de gewenste eiwitten. Het DNA wordt gevangen door een chemische verbinding genaamd DMNPE, die er tijdelijk aan bindt. Bij blootstelling aan ultraviolet licht geeft de verbinding het DNA vrij, waardoor de onderzoekers kunnen bepalen wanneer en waar eiwitten worden geassembleerd.

Het team onderzoekt nu andere manieren om de eiwitproductie op gang te brengen. Het DNA kan bijvoorbeeld worden vrijgegeven wanneer de deeltjes een bepaalde zuurgraad of andere biologische omstandigheden tegenkomen die specifiek zijn voor bepaalde lichaamsregio's of cellen.

zich verstoppen