Nieuwe analysemethode kan leiden tot betere kankermedicijnen

Hoewel eiwitten op het oppervlak van cellen het doelwit zijn van de meeste medicijnen, zijn verfijnde methoden nodig om te analyseren hoe deze membraaneiwitten zijn georganiseerd. Onderzoekers van Karolinska Institutet hebben een nieuwe op DNA gebaseerde analytische methode ontwikkeld die zou kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van toekomstige geneesmiddelen voor borst- en andere kankers. De studie is gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie.

De werkzaamheid van de meeste geneesmiddelen bij klinisch gebruik is toe te schrijven aan hun interactie met eiwitten op celmembranen. Het is daarom essentieel om te begrijpen hoe deze eiwitten werken bij gezondheid en ziekte.

Veel van de eiwitten op het celmembraan zijn verdeeld in functionele eenheden, domeinen met afmetingen op nanoschaal (dwz 10^-6 mm).

Membraaneiwitten worden geanalyseerd met behulp van superresolutiemicroscopie, een techniek die wordt beperkt door het feit dat slechts een klein aantal membraaneiwitten – normaal gesproken drie – tegelijkertijd kan worden geanalyseerd.

Onderzoekers van Karolinska Institutet hebben nu een methode ontwikkeld die dit aantal verhoogt. Deze niet op een microscoop gebaseerde methode voor het analyseren van hele populaties van cellen wordt NanoDeep genoemd (NANOscale DEciphEring of membraaneiwit nanodomeinen).

De methode is gebaseerd op het gebruik van DNA-analyse om informatie over de membraan-eiwitorganisatie te vertalen. Er zijn geen grenzen aan het aantal van dergelijke eiwitten dat NanoDeep tegelijkertijd kan analyseren. Hun werk heeft de onderzoekers niet alleen in staat gesteld om eerdere bevindingen te bevestigen, maar heeft ook geleid tot nieuwe ontdekkingen.

“NanoDeep heeft momenteel een resolutie in het interval van 10 nanometer, dat is 10 miljardste van een meter, wat veel andere methoden van superresolutiemicroscopie overtreft”, zegt Ana Teixeira, de laatste auteur van het onderzoek, onderzoeker bij de afdeling Medische Biochemie en Biofysica. Karolinska Institutet. “NanoDeep heeft het potentieel om nieuwe inzichten te brengen in de regulatie van de membraaneiwitfunctie.”

Met NanoDeep hebben de onderzoekers eiwitomgevingen kunnen beschrijven rondom de membraanreceptor Her2, een membraaneiwit dat informatie doorgeeft aan eiwitten in de cel.

Her2 is oververtegenwoordigd bij borstkanker en andere soorten kanker. Een beter begrip van Her2 zal de kansen vergroten om nieuwe medicijnen te ontwikkelen die de meeste herhaling van dergelijke kankers voorkomen.

De nieuwe methode is ontwikkeld om zo eenvoudig mogelijk te zijn.

“Onze methode maakt het gebruik van informatie over de ruimtelijke ordening van eiwitten op nanoschaal toegankelijker als diagnostisch hulpmiddel bij klinische tests”, zegt de eerste auteur van het onderzoek, postdoctoraal onderzoeker Elena Ambrosetti. “Het kan ook worden gebruikt als een hulpmiddel voor het ontwikkelen van nieuwe soorten geneesmiddelen die zijn ontworpen om de functie van membraaneiwitten te beïnvloeden.”