Onderzoekers van de Universiteit van Dundee hebben aangetoond dat het mogelijk is om snel specifieke eiwitten in cellen te targeten en te vernietigen, het vergroten van de mogelijkheid om nieuwe manieren te ontwikkelen om 'niet-geneesbare' eiwitten bij ziekten aan te pakken.

eiwitten, bekend als de bouwstenen van het leven, zijn essentieel voor ons bestaan ​​en worden in elke cel op aarde aangetroffen. Ze zijn er in een enorme verscheidenheid aan vormen en vervullen een breed scala aan functies, inclusief de verdediging tegen ziekten. Bij de overgrote meerderheid van ziekten bij de mens, amplificatie of genetische mutaties veranderen de eiwitfunctie in cellen en dit is de oorzaak van de schade die ziekten aanrichten aan het lichaam. Er wordt gedacht dat slechts een klein percentage eiwitten het doelwit kan zijn van remming door conventionele medicamenteuze benaderingen, terwijl de rest van de eiwitten ongeneeslijk worden genoemd. Het kunnen afbreken van deze eiwitten in de cellen biedt een unieke kans voor therapeutische interventie.

Nu het Dundee-team, onder leiding van dr. Gopal Sapkota van de University's School of Life Sciences, hebben een Affinity-directed PROtein Missile (AdPROM) -systeem ontwikkeld dat de efficiënte en snelle afbraak van specifieke doeleiwitten in cellen mogelijk maakt. Het systeem maakt gebruik van kleine affiniteitssondes, nanobodies of monolichamen genoemd, die specifieke doeleiwitten binden en rekruteren voor de cellulaire eiwitafbraakmachinerie.

"Voor het eerst hebben we aangetoond dat het mogelijk is om endogene eiwitten te targeten voor volledige afbraak met AdPROM, " zei Dr. Sapkota. "Dit is buitengewoon opwindend en heeft verreikende toepassingen en implicaties voor zowel onderzoek als medicijnontdekking. In onderzoek en therapieën is het wenselijk om doeleiwitten in cellen snel selectief af te breken.

"Snelle afbraak van doeleiwit stelt wetenschappers in staat om het effect van hun verlies op cellulaire reacties en mogelijke omkering van ziektetoestanden te beoordelen. De efficiëntie, veelzijdigheid en eenvoud van AdPROM stelt wetenschappers in staat om snel te testen of de afbraak van specifieke doeleiwitten een levensvatbare therapeutische kans biedt. Op deze manier, beslissingen over de ontwikkeling van geneesmiddelen met kleine moleculen die de afbraak van specifieke doeleiwitten induceren, kunnen worden genomen."

Verwijdering van overtollige of slecht functionerende eiwitten uit zieke cellen en weefsels door AdPROM zou mogelijk zijn. Echter, het gebruik van deze technologie bij mensen blijft een uitdaging en nog ver weg, maar Dr. Sapkota gelooft dat wetenschappelijke ontwikkelingen in genafgiftetechnieken een realistische hoop kunnen bieden voor toekomstige therapieën.

"De AdPROM-technologie is vrij eenvoudig te monteren en veelzijdig voor gebruik in elke cel, " zei Dr Sapkota. "Kortom, het vereist een affiniteitsprobe die selectief het endogene doeleiwit naar keuze herkent. Met snelle technologische vooruitgang, het zal niet lang meer duren voordat we toegang hebben tot affiniteitsprobes tegen vrijwel elk doeleiwit.

"Dit is technologie die we hopelijk kunnen gebruiken om de ontdekking van geneesmiddelen te versnellen en prioriteit te geven. Het ontwikkelen van een enkel molecuul tegen een doeleiwit kost veel geld en middelen, dus het is onmogelijk om dit voor elk eiwit te doen. AdPROM stelt ons in staat om eiwitten te manipuleren, bestudeer hun individuele functies en ontdek wat er gebeurt als ze worden vernietigd. Het zal ons in staat stellen om de lijst met doelen zeer, heel snel. Inderdaad, we werken al samen met grote farmaceutische bedrijven om medicijndoelen te stroomlijnen met AdPROM."

Professor Dario Alessi, de directeur van de MRC Protein Phosphorylation Unit van de universiteit, waar het onderzoek is uitgevoerd, zei, "Dit is een zeer opwindende nieuwe technologie die onderzoekers in staat zal stellen de biologische rol van eiwitten in cellen beter te begrijpen. Het heeft een groot potentieel om wetenschappers in staat te stellen ideeën te testen om verbeterde medicijnen te genereren."

Het artikel is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Biologie openen .