Met behulp van antilichamen afkomstig van alpaca's heeft een onderzoeksteam van de Universiteit van Kentucky een hulpmiddel ontwikkeld dat zou kunnen leiden tot nieuwe therapieën om de groei van verschillende soorten kanker te stoppen.

Hoewel kankeronderzoekers weten dat een eiwit genaamd PRL-3 verband houdt met de groei van darm-, borst-, long-, huid- en bloedkanker, is er weinig inzicht in de werking ervan vanwege een gebrek aan hulpmiddelen om het effectief te bestuderen.

Met unieke alpaca-antilichamen, bekend als nanobodies, ontwikkelde het team onder leiding van onderzoeker Jessica Blackburn, Ph.D. uit het Britse Markey Cancer Center, het eerste effectieve hulpmiddel om zich specifiek op PRL-3 te richten.

De ontdekking brengt wetenschappers een stap dichter bij de ontwikkeling van een medicijn dat de expressie van PRL-3 en de groei van kanker kan stoppen, zegt Blackburn.

"De nanobodies zijn waardevolle nieuwe hulpmiddelen die onderzoekers kunnen helpen beter te begrijpen hoe PRL-3 bijdraagt ​​aan de progressie van kanker", zegt Blackburn, universitair hoofddocent aan de afdeling Moleculaire en Cellulaire Biochemie van het UK College of Medicine. "Uiteindelijk opent deze ontdekking nieuwe mogelijkheden voor het ontwikkelen van betere behandelingen om kanker te bestrijden en de levens van patiënten te verbeteren."

De PRL-3-nanobodies, ontwikkeld in samenwerking met het Britse Protein Core, lieten veelbelovende resultaten zien in laboratoriumtests die werden benadrukt in het tijdschrift PLOS ONE .

De nanobodies konden PRL-3 in kankercellen identificeren en zich hechten aan de actieve plaats van het eiwit, waardoor mogelijk het vermogen ervan om de groei van kanker te bevorderen werd verstoord. Bovendien verminderden de nanobodies de interactie tussen PRL-3 en een ander eiwit genaamd CNNM3, waarvan bekend is dat het de groei van kanker in diermodellen bevordert.

Blackburn zegt dat het vermogen van de nanobodies om PRL-3 in kankercellen te lokaliseren onderzoekers nieuwe inzichten zal geven in met welke andere eiwitten of moleculen het interageert, wat zal bijdragen aan het begrip van de functie ervan bij kanker. Hun vermogen om zich te hechten aan PRL-3 zou ook potentieel kunnen hebben voor therapeutische ontwikkeling.

"Nanobodies die zich op andere eiwitten richten, bevinden zich al in klinische onderzoeken voor een verscheidenheid aan ziekten bij de mens, dus het zou mogelijk kunnen zijn dat een PRL-3-nanolichaam kan worden gebruikt als een medicijn om aan PRL-3 te binden en de activiteit ervan te remmen", aldus Blackburn.

Alpaca's zijn een van de weinige dieren die nanobodies produceren, ook wel antilichamen met één domein of antilichamen met alleen zware ketens genoemd. Nanobodies zijn 10 keer kleiner dan reguliere antilichamen. Door hun grootte hebben ze het potentieel om een ​​cel binnen te dringen op manieren die een normaal antilichaam niet kan, wat een veelbelovend hulpmiddel is voor het begrijpen van ziekten en de ontwikkeling van medicijnen.

"Nanobodies zijn het 'hot' nieuwe onderzoeksinstrument geworden vanwege hun kleine omvang, stabiliteit, hoge affiniteit, hoge specificiteit, gemak van manipulatie en productiegemak. Er zijn nu meer dan 2.000 publicaties over nanobodies opgenomen in PubMed, "zei Lou Hersh , Ph.D., professor bij de afdeling Moleculaire en Cellulaire Biochemie en directeur van het Britse Protein Core.

Groot-Brittannië is slechts een van de weinige instellingen die momenteel alpaca-nanobodies produceren die worden gebruikt voor biomedisch onderzoek. In de afgelopen zes jaar heeft de UK Protein Core onderzoekers geholpen meer dan 100 nanobodies te genereren om zich te richten op eiwitten die betrokken zijn bij een verscheidenheid aan menselijke ziekten, waaronder kanker, diabetes, neurologische aandoeningen en virussen zoals COVID-19.

Dit proces vereist samenwerking van experts uit verschillende disciplines, gespecialiseerde apparatuur en natuurlijk alpaca's. Om de nanobodies te maken, worden de alpaca’s geïmmuniseerd met het betreffende eiwit, en zes weken later verzamelen onderzoekers bloedmonsters. Vervolgens worden de nanobodies die zich op het eiwit richten, geïdentificeerd, geïsoleerd, getest en in het laboratorium gereproduceerd.

The Protein Core heeft een samenwerking gehad met een lokale alpacaboerderij, waar de dieren het grootste deel van het jaar verblijven. Ze hebben de Britse North Farm bezocht om zich te laten inenten en bloed te laten afnemen.

Meer informatie: Caroline N. Smith et al., Ontwikkeling en karakterisering van nanobodies die zich specifiek richten op de oncogene fosfatase van Regenerating Liver-3 (PRL-3) en de interactie ervan met een bekende bindingspartner, CNNM3, PLOS ONE beïnvloeden (2023). DOI:10.1371/journal.pone.0285964

Journaalinformatie: PLoS ÉÉN

Aangeboden door Universiteit van Kentucky