Биоинженерный фермент полностью останавливает рост рака

Биоинженерный фермент полностью останавливает рост рака

Злокачественные новообразования растут быстро только при хорошем «питании». Это заставляет онкологов постоянно думать над тем, как бы посадить опухоли на голодный паёк. Зная, что раковые клетки потребляют значительно больше метионина, чем их здоровые экс-родственники, учёные создали новый фермент, способный эффективно разлагать эту аминокислоту.

В экспериментах на мышах использование синтетического протеина привело к полной остановке роста агрессивных раковых опухолей. Отчёт об этом можно найти в журнале ACS Chemical Biology.

Давно и хорошо известно, что ограничение доступа к метионину позволяет справиться с бесконтрольным ростом опухолей. Идея не нова; более того, у неё уже было вполне реальное воплощение. Фермент метионин-гамма-лиаза (MGL), производимый почвенной бактерией Pseudomonas putida, специализируется на эффективном разрушении метионина. При его внутривенном введении грызунам и приматам наблюдалось резкое падение уровня аминокислоты в крови, а раковые опухоли прекращали развиваться. Таким образом, практическая значимость идеи была полностью обоснована…

…Но, к сожалению, фермент бактериального происхождения вызывал особенно резкую иммунную реакцию у приматов, что автоматически исключало белок из списка потенциальных лекарств. Кроме того, время полураспада фермента в сыворотке крови человека едва достигает двух часов, что потребовало бы использования огромных доз препарата для достижения хотя бы минимального положительного эффекта. Очевидно, что «человеческий» аналог бактериального MGL был бы значительно лучшим кандидатом на звание противоракового средства будущего. Но тут есть одна проблема, совсем небольшая: такого аналога не существует (чем радостно пользуются раковые клетки).

Что ж, как сказал когда-то дедушка Мичурин, мы не имеем права ждать милости от природы. В качестве отправной точки в работе по созданию такого аналога был выбран родственный MGL фермент человека цистатионин-гамма-лиаза (CGL). Эти ферменты катализируют схожие химические превращения и имеют очень похожее строение. Кроме того, CGL живёт в сыворотке нашей крови неизмеримо дольше, чем чуждый ей MGL. Сравнив последовательности обоих ферментов, учёные из Техасского университета в Остине (США) пришли к выводу, что для создания необходимых условий связывания CGL-фермента с метионином необходимо сделать активный центр этого фермента более гидрофобным. В отличие от молекулы цистатионина, с которой CGL связывается в естественных условиях, молекула метионина значительно более гидрофобна.

Для проведения желаемой модификации активного центра были созданы около 2 тыс. мутантных версий фермента CGL, которые затем соревновались, кто быстрее конвертирует метионин в метилмеркаптан и α-кетобутират. Мониторинг реакции осуществлялся добавлением к ней гидразона 3-метилбензотиазолин-2-она, взаимодействующего с α-кетобутиратом с образованием продукта, поглощающего в УФ-области. В результате был выбран самый эффективный фермент, который отличался от исходного всего на три аминокислоты, со временем полураспада в сыворотке крови, равным 78 часам.

Чтобы оценить эффективность действия нового фермента на раковые опухоли, учёные провели серию внутривенных инъекций мышам (трижды в неделю в течение четырёх недель). В экспериментах участвовали опухоли нервных клеток человека (наиболее быстро развивающийся тип рака), вживлённые грызунам. И вот результаты: концентрация метионина в крови зверьков, которая в начале эксперимента составляла 124 мкМ, упала до 6 мкМ; раковые опухоли у мышей контрольной группы за отчётный период выросли в 3–4 раза (!), а у их собратьев по несчастью, получавших новый метионин-разрушающий фермент, размер опухолей не изменился. Словом, результат более чем поразительный.

Подготовлено по материалам Chemical & Engineering News.

Источник: science.compulenta.ru

Похожие новости:
Создан спасающий от рака искусственный белок
Команда биологов из Университета Вашингтона и Университета Тренто создали белок, который способен подавить межклеточные коммуникации внутри раковой опухоли. Это, по мнению исследователей, позволит уменьшить рост злокачественного новообразования и сделать его более уязвимым для лечения. Статья, описывающая ..
2016-07-25 2367 0 Технология
0
Лекарство от рака груди способно подавлять другие опухоли
Препарат, обычно используемый при лечении рака молочной железы, оказался не таким простым: он ещё может предотвращать распространение онкологического недуга по организму. К такому выводу пришли учёные из Университета Лидса (Великобритания). Речь идёт о гелданамицине, который известен тем, что атакует белок, ..
2012-11-9 2123 0 Технология
2
Рынок нанолекарств ждет устойчивый рост
Объем мирового рынка лекарств, созданных с использованием нанотехнологий, за пять лет вырастет в 1,8 раза, до 130,9 млрд долларов, говорится в отчете BCC Research. Аналитики из компании BCC Research составили подробный анализ рынка медицинских препаратов на базе нанотехнологий до 2016 года. Из их данных следует, ..
2012-07-17 1503 0 Технология
1
Группы крови сделают совместимыми с помощью специального вещества
Канадские химики создали фермент, способный сделать кровь любой группы потенциально пригодной для переливания. Этот фермент способен срезать антигены с эритроцитов в крови второй (A) и третьей (B) групп, уподобляя ее первой (О) — которую можно без отрицательных последствий для здоровья переливать ..
2015-05-02 1496 0 Технология
1
Лекарство от СПИДа подавляет агрессивный рак груди
Ученые сделали сенсационное открытие. Возможно, вскоре вирус коровьей оспы сможет спасти больных агрессивной формой рака груди. Кстати, возбудитель оспы - препарат нельфинавир, который использовали в опыте, также подавляет и ВИЧ. Тесты, проведенные исследователями Стэнфордского Университета, ..
2012-10-7 2170 0 Технология
0
Обнаружен эффективный способ борьбы с раком мозга
Ученые из Международной школы продвинутых исследований (International School for Advanced Studies) разработала метод генной терапии, которая поможет эффективно лечить один из видов агрессивной раковой опухоли мозга — глиобластому. Ключевым элементом лечения станет ген, известный ..
2016-05-16 1619 0 Технология
0
Иммунитет научили побеждать рак
Исследователи под руководством профессора Стефана Гассера (Stephan Gasser) из Национального университета Сингапура выяснили, каким образом иммунной системе удается распознавать раковые клетки, и почему зачастую защитные системы организма оказываются неспособны полностью уничтожить раковую опухоль. ..
2016-05-11 2286 0 Технология
0
Генная терапия рака: на мышах получилось!
Группа ученых из Института онкологии Валь д'Эброн в Барселоне сообщает об успешном опыте по излечению мышей от рака легких. Полное и необратимое исчезновение опухолей наблюдалось в 37% случаев после первичной терапии, а после повторного курса – в 89% случаев в течение года. Цель ..
2013-03-12 1577 0 Технология
0
Новый метод лечения рака основанный на нанотехнологиях
Обычно, лечение рака сопровождается множеством побочных действий, таких как тошнота и рвота. Интенсивность побочных эффектов настолько остра, что она представляет собой некие устрашающие факторы, сдерживающие дальнейшее лечение. Причиной этих эффектов является то, что существующие методики лечения ..
2012-06-10 5491 0 Технология
0
Ученые нашли новый способ борьбы с раком легких
Почти миллион человек ежегодно умирает от рака легких и Всемирная организация здравоохранения ожидает, что уровень смертности будет продолжать расти, поскольку все больше людей начинают курить. Однако, исследователям удалось сделать важный шаг в борьбе с этой болезнью и спасением ..
2014-06-02 3021 0 Технология
0
Нанороботы победили вирус гепатита С
В лабораторных тестах созданные учеными из Университета Флориды "нанороботы" смогли победить вирус гепатита С, который уже инфицировал организм. До сих пор такое лечение было невозможным, и новая технология открывает огромные перспективы для лечения "безнадежных" болезней, таких как рак или вирусные инфекции. Исследователи ..
2012-07-19 2888 2 Технология
0
Болезнь цесаревича Алексея излечат с помощью генной инженерии
Ученые готовятся впервые отредактировать гены клеток живого человека, чтобы излечить пациентов от гемофилии B — наследственного заболевания, из-за которого кровотечения становятся опасными для жизни, поскольку кровь не способна свертываться. О новом методе лечения сообщает New Scientist.Гемофилия B вызвана ..
2015-12-05 1635 0 Технология
0
Японцы создают компьютер для разработки лекарств против рака
Специалисты из японского Института физико-химических исследований (RIKEN) планируют построить самый быстрый в мире суперкомпьютер, который позволит разрабатывать препараты для борьбы с раком, сообщает во вторник японское издание Japan Daily Press.Компьютер будет использоваться для анализа структуры белков. Новая ..
2014-01-14 1859 0 Технология
0
Австралийские ученые создали революционное лекарство от рака
Как сообщает издание Sydney Morning Herald, австралийские ученые создали революционное лекарство от рака. «Препарат вызывает разрушение каркаса раковой клетки, и этот процесс протекает достаточно быстро. При этом здоровые клетки остаются нетронутыми», — объясняет лидер исследовательской ..
2013-08-15 4469 2 Технология
0
Наноцепочки как ключ к ранней диагностике рака
Новая нанотехнология, разработанная командой учёных из западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve University), позволяет обнаружить метастазы на ранних этапах их появления. Это ещё один шаг на пути к ранней диагностике и развитию действенных методов лечения.Команда учёных разработала наноцепочки, ..
2012-09-27 1344 0 Технология
1