Ερευνητές αναπτύσσουν μικροβελόνες για πρωτεϊνικά φάρμακα

Ερευνητές του Ινστιτούτου Broad στη Βοστώνη φαίνεται ότι έκαναν μια θεαματική ανακάλυψη: Αφού προσάρμοσαν ειδικά έναν βακτηριακό μεταφορέα πρωτεϊνών, ανέπτυξαν ένα βιολογικό σύστημα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ειδική μεταφορά πρωτεϊνών, ιδίως βιοφαρμάκων, σε κύτταρα-στόχους.

Τα eCIS ("extracellular contractile injection systems") είναι προγραμματιζόμενα συστήματα μεταφοράς και παράδοσης πρωτεϊνών. Μπορούν να φορτωθούν με θεραπευτικές πρωτεΐνες που κατευθύνονται σε κύτταρα διαφορετικών οργανισμών για στοχευμένη παράδοση. Στο μικροσκόπιο μοιάζουν στην πραγματικότητα με μικρές βελόνες ή καρφιά.

Δεν αποτελεί ίσως έκπληξη το γεγονός ότι ο καθηγητής δρ Feng Zhang, από όλους τους ανθρώπους, ο οποίος έπαιξε καθοριστικό ρόλο και είχε συμμετάσχει στην ανάπτυξη του συστήματος CRISPR-Cas9, αναφέρει τώρα στο περιοδικό Nature μια νέα αξιοσημείωτη εξέλιξη.

Παρόμοια με την περίπτωση του παγκόσμιου συστήματος επεξεργασίας γονιδιώματος CRISPR-Cas9, ο Zhang βρήκε αυτό που έψαχνε στη μικροβιολογία για να ανακαλύψει και να προσαρμόσει μια ειδική ιδιότητα των βακτηριακών πρωτεϊνικών μεταφορέων για θεραπευτική χρήση στον άνθρωπο.

Η ομάδα του στο Ινστιτούτο Broad του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ στο Κέιμπριτζ, με επικεφαλής τον πρώτο συγγραφέα Τζόζεφ Κριτζ, επικεντρώθηκε στα περίπλοκα συστήματα μεταφοράς που έχουν αναπτύξει τα ενδοσυμβιωτικά βακτήρια για να αλληλεπιδρούν με τους οργανισμούς-ξενιστές όπου μπορούν στη συνέχεια να πολλαπλασιαστούν. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές επέλεξαν τα "εξωκυττάρια συσταλτά συστήματα έγχυσης" (eCIS), τα οποία λειτουργούν σαν βιολογικές σύριγγες για την έγχυση πρωτεϊνών στα κύτταρα.

Τα eCIS είναι μακρομοριακά σύμπλοκα. Περιέχουν μια άκαμπτη σωληνοειδή δομή σε μια συσταλτή θήκη αγκυρωμένη σε μια πλάκα βάσης. Τα σύμπλοκα αυτά πιστεύεται ότι μεταφέρουν στον αυλό τους ένα ωφέλιμο φορτίο το οποίο, κατά την αναγνώριση ενός κυττάρου-στόχου, εγχέεται στο κύτταρο με συστολή του μανδύα.

Ωστόσο, τα eCIS είναι τόσο μεγάλα που είναι αδύνατο για τα βακτήρια που τα παράγουν να τα μεταφέρουν έξω μέσω του δικού τους κυτταρικού τοιχώματος. Ως εκ τούτου, τα κύτταρα που τα παράγουν πρέπει να λυθούν (και να πεθάνουν) για να απελευθερώσουν τα eCIS. Με άλλα λόγια, τα κύτταρα παραγωγής "θυσιάζονται" για τον πληθυσμό.

Πηγές:
Nature