Een krachtig nieuw biochemisch platform voedt de studie van een familie van enzymen die veelbelovende doelen zijn voor de behandeling van kanker.

Vandaag gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , de nieuwe methode geeft een beeld met hoge resolutie van hoe deze enzymen, genaamd lysine methyltransferasen, selectief markeren eiwitten met chemische tags die hun functie veranderen. Vanwege hun centrale rol in alle aspecten van gezondheid en ziekte, eiwitten en de moleculen die ze bewerken en ermee in wisselwerking staan, zijn vaak doelen voor therapeutische ontwikkeling.

Het platform is ontwikkeld door Scott Rothbart van Van Andel Research Institute, doctoraat, in samenwerking met EpiCypher, Inc.

"Deze technologie helpt ons om eiwitinteractienetwerken voor deze weinig bestudeerde enzymfamilie te bepalen op basis van chemische tagging, " zei Rothbart. "Verschillende remmers van deze enzymen bevinden zich momenteel in de klinische ontwikkelingspijplijn voor kankertherapie. Het definiëren van het spectrum van hun activiteit is van cruciaal belang om precies te begrijpen hoe deze medicijnen werken en om betrouwbare biomarkers te selecteren om hun activiteit bij patiënten te volgen."

Mensen hebben ongeveer 20, 000 genen die de instructies bevatten voor het maken van eiwitten, de moleculaire werkpaarden die verantwoordelijk zijn voor het uitvoeren van elk proces in het menselijk lichaam, van het helpen bij de vertering van voedsel tot het beheren van de communicatie tussen cellen.

Zodra een eiwit is opgebouwd, de functie ervan wordt vaak gewijzigd door toevoeging van kleine chemische tags, die eiwitten instrueren waar ze heen moeten in de cel en wanneer ze hun werk moeten doen. Er zijn meer dan 100 verschillende soorten van deze tags, inclusief de toevoeging van methylgroepen aan het aminozuur lysine.

Met behulp van hun nieuwe techniek, het team ontdekte dat veel meer eiwitten kunnen worden gelabeld door lysinemethylering dan eerder werd gedacht.

"Onze studie suggereert dat wat we momenteel weten over lysinemethylering slechts het topje van de ijsberg is, " zei Evan Cornett, doctoraat, de eerste auteur van de studie en een postdoctoraal onderzoeker in Rothbart's laboratorium aan het Instituut. "De methode die we hebben ontwikkeld, stelt ons in staat om nieuwe doelen te identificeren voor de volledige reeks lysine-methyltransferasen bij mensen en, daarbij, help ons en anderen te bepalen welke kankers en andere ziekten baat kunnen hebben bij behandelingen die gericht zijn op deze klasse van enzymen."

Deze technologie is de nieuwste vooruitgang die voortkomt uit een samenwerking tussen Rothbart's lab en EpiCypher. Hun werk werd ondersteund door verschillende National Institutes of Health (NIH) Small Business Innovation Research (SBIR) awards. Algemeen bekend als America's Seed Fund, SBIR verstrekt door de federale overheid gefinancierde onderzoeksbeurzen aan kleine bedrijven in een poging om te investeren in door Amerika geleide ontdekkingen. Het SBIR-programma ondersteunt kleine bedrijven in de biotechnologiesector, met een focus op strategieën met een groot potentieel voor significante impact en succesvolle commercialisering op medisch gebied. SBIR-beurzen pleiten voor meer partnerschappen tussen de academische wereld en de industrie om de kloof tussen fundamentele wetenschap en klinische vooruitgang te overbruggen, en zijn belangrijke aanjagers van technologische innovatie.

"Het mooie van deze technologie is de eenvoud en doorvoer, wat verbluffend is in vergelijking met de huidige op massaspectrometrie gebaseerde benaderingen, " zei Martis Cowles, doctoraat, EpiCypher's Chief Business Officer en co-auteur van de studie. "We zijn verheugd om deze technologie te gebruiken om medicijnontwikkelaars te helpen nieuwe therapeutische doelen te identificeren en zelfs optimale doelwitsubstraten te identificeren voor screening met hoge doorvoerremmers."