Cellehænder for at låse døre op inden for sundhedsforskning, lægemiddeldesign, og bioingeniør

Proteinet, kaldet syndecan-4, kombineres med andre cellemembranproteiner, kaldet integriner, at danne fremspringende 'hænder', der fornemmer miljøet uden for cellen.

Begge proteiner sidder i cellemembranen, med den ene ende pegende inde i cellen og den anden udenfor. De er derfor i en førsteklasses position til at fornemme forhold uden for cellen og konvertere signaler til biokemiske meddelelser, der ændrer forholdene inde i cellen. Derved, de er i stand til at drive nogle af de cellulære processer bag kræft og andre sygdomme.

Den tidlige forskning, udført af et team ved Imperial College London, Queen Mary University of London, og Tammerfors Universitet i Finland, kunne præsentere en ny forskningsvej og lægemiddelmål for visse kræftformer.

Lederforsker Dr. Armando del Río Hernández, fra Imperials afdeling for bioingeniør, sagde:"Vores fund kan have umiddelbare konsekvenser inden for celle- og udviklingsbiologi, og føre til udvikling i flere sygdomme, herunder kræft og fibrose. "

Avisen udkommer i dag i Naturmaterialer .

Hjælpende hænder

Syndecan-4 findes i næsten alle menneskelige celler og er allerede kendt for sin rolle i hjerte-kar-sygdomme. Imidlertid er dens potentielle roller inden for kræftbiologi og lægemiddeludvikling hidtil blevet overset.

For at studere syndecan-4 forskerholdet, ledet af Dr. del Río Hernández, brugt biofysisk, cellebiologi, og beregningsteknikker.

Teamet fandt ud af, at aktivering af disse cellulære 'hænder' udløser en vej med centrale roller i sygdomsudvikling, involverer et cellulært protein kaldet det ja-associerede protein (YAP).

YAP udløser nogle af de typiske kendetegn ved kræft. Det reducerer cellernes evne til at programmere deres egen død, i en proces kaldet apoptose. Celler starter apoptose, når de ældes eller funktionsfejl, så standsning af apoptose tillader syge, selv kræft, celler til at sprede sig. YAP styrer også udviklingen af ​​blodkar - et kendetegn for kræft, da tumorvækst kræver ekstra blodgennemstrømning.

De fandt også ud af, at syndecan-4 hjælper celler med at reagere på bevægelser uden for sig selv, ved at skabe spændinger i cytoskeletet - »stilladset« i cellerne. Dette får cellerne til at stivne, som aktiverer et enzym kaldet PI3K, der regulerer yderligere kendetegn ved kræft.

Det gør det ved at konvertere bevægelserne uden for cellen til biokemiske signaler, som, fandt forskerne, 'tune' den måde, cellerne reagerer på spænding og bevægelse.

Dr. del Río Hernández sagde:"Den måde, cellerne interagerer med deres miljø på, kan informere om, hvordan vi konstruerer væv og efterligner menneskelige organer til lægemiddeldesign. Syndecan-4 kunne nu spille en grundlæggende rolle i dette forsøg."

Medlederforfatter Dr. Stephen Thorpe fra Queen Mary University of London sagde:"Som syndecan-4 udtrykkes på næsten alle vores celler, de mekanismer, vi har afdækket, kunne være målrettet mod at ændre et hvilket som helst antal sygdomme og biologiske processer. "

Professor Vesa Hytönen fra Tampere University sagde:"Bedre forståelse af cellulær mekanosensering åbner muligheder for at udvikle behandlinger for tilstande som kræft og fibrose."

Vej frem

Næste, forskergruppen vil yderligere undersøge syndecan-4's forbindelser til specifikke sygdomme som kræft i bugspytkirtlen.

Dr. del Río Hernandez sagde:"Vores næste tilgang vil involvere syndecan-4 som en vigtig bidragyder i sygdom. Vi håber, at dette vil føre til ny indsigt i sygdomsmekanismer."