Udnyttelse af strukturen af ​​bakterielle værtscellereceptorer til at påvise cancer

Bakterier i vores kroppe binder sig til forskellige værtscelleoverfladereceptorer, som bestemmer, hvor bakterierne bor, og hvordan de opfører sig. Disse receptorer, der består af kæder af sukkermolekyler kaldet glycaner, er mere end man kan se. Celler, der eksisterer i progressive sygdomstilstande som cancer, kan have et øget antal glycanreceptorer på deres overflader.

Laboratoriet af Tina Iverson, Louise B. McGavock Chair og professor i farmakologi, afslørede den strukturelle mekanisme, hvorved streptokokbakterier binder sig til værtscelleglykaner, hvilket åbner døren til nye måder at bruge bakterielle molekyler til potentielt at opdage cancerceller.

Tidligere forskning har vist, at bakterier som streptokokker bruger klæbende molekyler kaldet SLBR'er til at binde sig til glycanreceptorer på overfladen af ​​værtsceller. Iverson-laboratoriet antog, at disse bakterier kan tilpasse strukturen af ​​deres SLBR'er til at binde sig til en bred vifte af værtsglycan-receptorer for at hjælpe dem med at bebo nye nicher i kroppen.

Med hensyn til proteinteknik bestemte Iverson-laboratoriet, hvilke SLBR-strukturelementer, der styrer valget af værtscellereceptorbinding. Ved kunstigt at modificere DNA'et, der koder for SLBR'er og oprense de resulterende proteiner fra bakterier, opdagede de, at tre sløjfer i SLBR'en - kaldet CD, EF og FG - kontrollerer, hvilke glykaner bakterierne vil binde sig til.

Bakteriel binding til værtscellereceptorer er det første trin i infektion. Forståelse af mekanismen bag denne proces kan også hjælpe forskere med at identificere celler beriget med overfladeglykaner, der findes i sygdomstilstande.

Som en del af denne undersøgelse fandt Iverson-laboratoriet, at kommensale bakterier i munden binder sig til et sukkerbelagt eller glykosyleret protein i munden, som også er overrepræsenteret i meget aggressive cancerceller i de fleste karcinomer. Ved at udvikle teknikker, der ændrer SLBR-glykanselektiviteten, er Iverson fast besluttet på at tackle et nyt langsigtet mål:at udvikle reagenser, der kan identificere meget aggressive kræftformer. De glycaner, som celler udtrykker, kan tjene som biomarkører til at hjælpe læger med at målrette sygdomme til terapeutisk intervention.

"Vi arbejder på at udvide et bibliotek af glycanbindende midler, vi udviklede i denne undersøgelse, for at give os mulighed for at opdage et større udvalg af glycaner," sagde Iverson, også professor i biokemi. "Til sidst vil vi gerne udvikle det til diagnostiske kits."

Undersøgelsen "Origins of glycan selectivity in streptococal Siglec-like adhesins suggest mechanisms of receptor adaptation" blev offentliggjort i Nature Communications i maj 2022. + Udforsk yderligere

Sukkerkæder på celleoverflader leder kræftceller til at dø