Små antistoffer har et stort løfte for kræftbehandling

Ved hjælp af antistoffer afledt af alpakaer har et forskerhold fra University of Kentucky udviklet et værktøj, der kan føre til nye behandlingsformer for at stoppe væksten af ​​flere typer kræft.

Mens kræftforskere har vidst, at et protein kaldet PRL-3 er forbundet med væksten af ​​tyktarms-, bryst-, lunge-, hud- og blodkræft, er der ringe forståelse for, hvordan det virker på grund af mangel på værktøjer til at studere det effektivt.

Med unikke alpaca-antistoffer kendt som nanobodies udviklede holdet ledet af UK Markey Cancer Center-forsker Jessica Blackburn, Ph.D., det første effektive værktøj til specifikt at målrette PRL-3.

Opdagelsen bringer forskerne et skridt tættere på at udvikle et lægemiddel, der kan stoppe ekspressionen af ​​PRL-3 og væksten af ​​kræft, siger Blackburn.

"Nanobodies er værdifulde nye værktøjer, der kan hjælpe forskere med bedre at forstå, hvordan PRL-3 bidrager til kræftfremgang," sagde Blackburn, en lektor ved UK College of Medicine's Department of Molecular and Cellular Biochemistry. "I sidste ende åbner denne opdagelse nye muligheder for at udvikle bedre behandlinger til at bekæmpe kræft og forbedre patienternes liv."

PRL-3 nanobodies, udviklet i samarbejde med UK's Protein Core, viste lovende resultater i laboratorietests fremhævet i tidsskriftet PLOS ONE .

Nanobodies var i stand til at identificere PRL-3 i kræftceller og binde sig til det aktive sted af proteinet, hvilket potentielt forstyrrede dets evne til at fremme kræftvækst. Derudover reducerede nanostofferne interaktionen mellem PRL-3 og et andet protein kaldet CNNM3, som er kendt for at fremme kræftvækst i dyremodeller.

Blackburn siger, at nanobodies evne til at lokalisere PRL-3 i kræftceller vil give forskerne ny indsigt i, hvilke andre proteiner eller molekyler det interagerer med, hvilket vil bidrage til forståelsen af ​​dets funktion i cancer. Deres evne til at binde sig til PRL-3 kunne også have potentiale for terapeutisk udvikling.

"Nanostoffer, der målretter mod andre proteiner, er allerede i kliniske forsøg for en række menneskelige sygdomme, så det kunne være muligt for en PRL-3 nanobody at blive brugt som et lægemiddel til at binde til PRL-3 og hæmme dets aktivitet," sagde Blackburn.

Alpacaer er et af de meget få dyr, der producerer nanostoffer, også kendt som enkeltdomæne-antistoffer eller antistoffer med kun tunge kæder. Nanobodies er 10 gange mindre end almindelige antistoffer. Deres størrelse giver dem potentialet til at komme ind i en celle på måder, som et normalt antistof ikke kan, hvilket tilbyder et lovende værktøj til at forstå sygdom og lægemiddeludvikling.

"Nanobodies er blevet det 'varme' nye forskningsværktøj på grund af deres lille størrelse, stabilitet, høje affinitet, høje specificitet, lette manipulation og lette produktion. Der er nu over 2.000 publikationer, der involverer nanobodies opført i PubMed," sagde Lou Hersh , Ph.D., professor ved Institut for Molekylær og Cellulær Biokemi og direktør for UK's Protein Core.

UK er blot en af ​​en håndfuld institutioner, der i øjeblikket producerer alpaca nanobodies, der bruges til biomedicinsk forskning. I de sidste seks år har den britiske proteinkerne hjulpet forskere med at generere mere end 100 nanobodies til at målrette proteiner involveret i en række menneskelige sygdomme, herunder kræft, diabetes, neurologiske lidelser og vira som COVID-19.

Denne proces kræver samarbejde mellem eksperter på tværs af discipliner, specialiseret udstyr og selvfølgelig alpacaer. For at skabe nanobodies immuniseres alpacaerne med proteinet af interesse, og seks uger senere indsamler forskere blodprøver. Derefter identificeres, isoleres, testes og reproduceres de nanostoffer, der er målrettet mod proteinet, i laboratoriet.

Proteinkernen har haft et samarbejde med en lokal alpacafarm, hvor dyrene opholder sig det meste af året. De har besøgt Storbritanniens North Farm for at blive vaccineret og få taget blod.

Flere oplysninger: Caroline N. Smith et al., Udvikling og karakterisering af nanobodies, der specifikt retter sig mod den onkogene Phosphatase of Regenerating Liver-3 (PRL-3) og påvirker dens interaktion med en kendt bindingspartner, CNNM3, PLOS ONE (2023). DOI:10.1371/journal.pone.0285964

Journaloplysninger: PLoS ONE

Leveret af University of Kentucky