Onderzoekers van Karolinska Institutet en SciLifeLab in Zweden beschrijven in een studie gepubliceerd in Science hoe ze het vermogen van een eiwit om oxidatieve DNA-schade te herstellen hebben verbeterd en een nieuwe eiwitfunctie hebben gecreëerd. Hun innovatieve techniek zou kunnen leiden tot verbeterde medicijnen voor ziekten die gepaard gaan met oxidatieve stress, zoals kanker, de ziekte van Alzheimer en longziekten, maar de onderzoekers geloven dat het een nog groter potentieel heeft.

De ontwikkeling van geneesmiddelen is lange tijd gebaseerd geweest op het vinden van specifieke pathogene eiwitten en het creëren van behandelingen waarbij deze eiwitten op verschillende manieren worden geblokkeerd. Veel ziekten worden echter veroorzaakt door een verlies of afname van de eiwitfunctie, die niet direct kan worden aangepakt door remmers te gebruiken.

In de huidige studie verbeterden onderzoekers van Karolinska Institutet de functie van een eiwit genaamd OGG1, een enzym dat oxidatieve DNA-schade herstelt, betrokken bij veroudering en ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, kanker, obesitas, hart- en vaatziekten, auto-immuunziekten en longziekten.

Om hun onderzoek uit te voeren, gebruikte de groep een methode genaamd organokatalyse, een hulpmiddel ontwikkeld door Benjamin List en David W.C. MacMillan die in 2021 de Nobelprijs voor de Scheikunde kregen. De methode is gebaseerd op de ontdekking dat kleine organische moleculen als katalysator kunnen dienen en chemische reacties kunnen veroorzaken zonder zelf deel uit te maken van het eindproduct.

De onderzoekers onderzochten hoe dergelijke, eerder door anderen beschreven katalysatormoleculen zich binden aan OGG1 en de functie ervan in cellen beïnvloeden. Een van de moleculen bleek bijzonder interessant te zijn.

10 keer effectiever

"Wanneer we de katalysator in het enzym introduceren, wordt het enzym tien keer effectiever in het herstellen van oxidatieve DNA-schade en kan het een nieuwe herstelfunctie vervullen", zegt de eerste auteur van het onderzoek, Maurice Michel, assistent-professor bij de afdeling Oncologie-Pathologie, Karolinska. Instituut.

De katalysator maakte het voor het enzym mogelijk om het DNA op een ongebruikelijke manier te knippen, zodat het niet langer zijn reguliere eiwit APE1 nodig heeft om te werken, maar een ander eiwit genaamd PNKP1.

De onderzoekers denken dat op deze manier verbeterde OGG1-eiwitten nieuwe medicijnen kunnen vormen voor ziekten waarbij oxidatieve schade is betrokken. Professor Thomas Helleday van de afdeling Oncologie-Pathologie, Karolinska Institutet en de laatste auteur van het onderzoek zien echter ook bredere toepassingen, waarbij het concept van het toevoegen van een klein katalysatormolecuul aan een eiwit wordt gebruikt om ook andere eiwitten te verbeteren en te veranderen.

"Wij geloven dat deze technologie een paradigmaverschuiving in de farmaceutische industrie zou kunnen veroorzaken, waarbij nieuwe eiwitfuncties worden gegenereerd in plaats van onderdrukt door remmers", zegt Thomas Helleday. "Maar de techniek beperkt zich niet tot medicijnen. De toepassingen zijn vrijwel onbeperkt." + Verder verkennen

Nieuwe ontstekingsremmer ontdekt