Onze cellen zijn rijk aan eiwitten die potentiële doelwitten zijn voor therapie. Maar studie van het gedrag van deze eiwitten, met behulp van extern geleverde biomacromoleculen, is vaak belemmerd door de moeilijkheid om toegang te krijgen tot het binnenste van levende cellen.

Nu hebben wetenschappers van de Universiteit van Kyoto een opnieuw ontworpen spinnengifpeptide gebruikt om biomacromoleculen - zoals een antilichaam - in een cel af te leveren. Hun strategie, verschijnen in Natuurchemie , stelt onderzoekers niet alleen in staat om de antilichamen visueel te volgen, maar maakt het ook mogelijk dat de antilichamen interageren met doeleiwitten, hun functies moduleren.

"Efficiënte etikettering van intracellulaire eiwitten met antilichamen stelt ons in staat om ons begrip van hun gedrag en betekenis drastisch te verbeteren, " legt eerste auteur Misao Akishiba uit. "Cellen kunnen antilichamen opnemen via membraangebonden blaasjes die 'endosomen' worden genoemd. Maar normaal gesproken, eenmaal in deze endosomen, de antilichamen hebben moeite om te ontsnappen."

De onderzoekers ontdekten dat een eenvoudig herontwerp van spinnengif-peptide 'M-lycotoxine' de efficiënte afgifte van antilichamen uit hun endosoomkooien mogelijk maakt.

"We namen M-lycotoxine en vervingen een leucineresidu door glutaminezuur, die we toen 'L17E' noemden, " gaat Akishiba verder. "Als L17E de cel binnenkomt, het interageert specifiek met endosoommembranen, ze afbreken en de antilichamen vrijgeven."

Het onderzoeksteam toonde vervolgens aan dat functionele antilichamen, zoals degenen die betrokken zijn bij het onderdrukken van genexpressie, zou ook geleverd kunnen worden.

"Dit zal niet alleen de basiswetenschap ten goede komen, maar ook de ontwikkeling van nieuwe behandelingen en medicijnen, " concludeert teamleider Shiroh Futaki. "Bovendien, deze tool kan mogelijk worden gebruikt om andere bioactieve macromoleculen - en zelfs nanodeeltjes - in cellen te transporteren."

Als volgende stap, de onderzoekers hopen de efficiëntie van de opname van macromoleculen door endosomen te verbeteren, waardoor de hoeveelheid vracht die kan worden vervoerd toeneemt.