母乳是對抗癌癥的武器
在 FWF 資助的項目中,格拉茨大學的科學家修改并增強了母乳中的宿主防御肽,使其能夠特異性檢測癌細胞。然后活性物質(zhì)可以誘導細胞死亡。針對治療能力有限的癌癥類型的新治療方法的研究仍在繼續(xù)。
如果及早發(fā)現(xiàn)并采用有效的化療,許多類型的癌癥對治療反應(yīng)良好。但治療效果不佳的類型包括皮膚癌和腦癌(膠質(zhì)母細胞瘤)以及轉(zhuǎn)移瘤,即腫瘤細胞通過血流擴散到身體的遠端部位。但即使是最惡性的癌細胞也有一個弱點,即致命弱點。與健康細胞不同,癌細胞的膜外側(cè)帶有帶負電的分子,即脂質(zhì)磷脂酰絲氨酸(PS)。這意味著 PS 可以作為癌癥的標志物。在奧地利科學基金FWF的支持下,格拉茨大學分子生物科學系的一個團隊開發(fā)了一種新武器,可以選擇性地針對這一致命弱點。
在之前的 FWF 項目中,首席研究員 Dagmar Zweytick 的團隊已經(jīng)確定 PS 癌癥標記物是抗腫瘤藥物的合適靶點,因為它可以在各種類型的癌癥甚至轉(zhuǎn)移瘤的膜上檢測到。在目前的后續(xù)項目中,該團隊現(xiàn)已成功將人類防御肽磨練成針對癌細胞的箭頭。乳鐵蛋白肽的活性部分經(jīng)過修飾和增強,存在于母乳的前體中,可識別多種類型的癌細胞,包括黑色素瘤和膠質(zhì)母細胞瘤。帶正電的肽箭頭選擇性地定位癌細胞表面暴露的帶負電的PS,對接在它們上并在幾個小時內(nèi)誘導細胞死亡(否則該命令在癌細胞中被阻止)。然而,肽變體不會與身體的健康細胞相互作用。
“設(shè)計過程中最大的挑戰(zhàn)是找到毒性和特異性之間的適當平衡。如果肽過于活躍,它們也會攻擊健康細胞。在對照測試中,我們始終確保肽只定位癌細胞并留下正常細胞未受影響”,首席研究員 Dagmar Zweytick 和博士后研究員 Sabrina Riedl 解釋道。這位生物物理學家自 2002 年以來一直致力于乳鐵蛋白的研究。這種小蛋白質(zhì)分子的前體存在于母乳中,這種物質(zhì)不僅可以滋養(yǎng)新生兒,還可以幫助其建立強大的抗菌防御系統(tǒng)。作為先天免疫系統(tǒng)的一部分,乳鐵素是人體針對帶負電的非宿主細胞(例如細菌和真菌)以及突變的人體細胞(例如癌細胞)的第一個防御反應(yīng)。在防御肽能夠用作抗腫瘤武器之前,必須對其進行定向重建以提高其活性。 2012年7月至2016年6月期間,一個由五名成員組成的團隊致力于研究發(fā)夾形狀的活性肽成分的化學構(gòu)件(氨基酸)的理想排列。該團隊通過在計算機模型中模擬有希望的活動水平的變體來開始設(shè)計過程。根據(jù)這些設(shè)計合成了該物質(zhì)的大約十五種變體,然后在膜模型上和癌細胞系上進行“體外”測試。
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