Wetenschappers ontwikkelen stabiele eiwitcomplexen voor gerichte kankertherapieën

Onderzoekers van de Auburn Universiteit hebben, in samenwerking met de Universiteit van Basel in Zwitserland, een nieuwe manier ontdekt om een ​​op kanker gericht eiwitcomplex stabieler te maken, wat deuren opent naar betere kankerbehandelingen. Onder leiding van dr. Rafael Bernardi van de afdeling natuurkunde van Auburn en dr. Michael Nash van de afdeling scheikunde van de Universiteit van Basel, richt de studie zich op PD-L1, een eiwit dat tumoren gebruiken om zich te verbergen voor het immuunsysteem.

Bij veel vormen van kanker fungeert PD-L1 als een ‘schild’, dat zich aan immuuncellen bindt en hen het signaal geeft de kanker te negeren, waardoor de tumor onopgemerkt kan groeien. Door PD-L1 te blokkeren kunnen behandelingen het immuunsysteem helpen kankercellen effectiever te herkennen en aan te vallen.

In deze studie onderzochten de onderzoekers de PD-L1-interacties met een klein eiwit genaamd ‘Affibody’, dat is ontworpen om aan kankercellen te blijven plakken en kankerbestrijdende medicijnen rechtstreeks naar de tumor te helpen transporteren. Samen zouden deze twee eiwitten het gemakkelijker kunnen maken om behandelingen precies daar te geven waar ze nodig zijn, waardoor kankertherapieën effectiever worden en bijwerkingen op gezonde cellen worden verminderd.

Gepubliceerd in ACS Nanode studie introduceert het concept van ‘krachtanisotropie’, waarmee wordt gedemonstreerd hoe de sterkte van de PD-L1- en Affibody-koppeling varieert op basis van specifieke bevestigingspunten. Het team ontdekte dat het aanpassen van de bevestigingspunten op de PD-L1 dit paar tot vier keer sterker kon maken.

“Deze doorbraak zou de manier kunnen verbeteren waarop we medicijnen aan eiwitten zoals Affibodies hechten, zodat ze kankercellen effectief kunnen vinden en daaraan kunnen binden”, zegt Dr. Diego Gomes, een postdoctoraal onderzoeker bij Auburn.

Dr. Bernardi legde uit: “Door aan te passen waar we Affibodies hechten, kunnen we ze sterker maken, zodat ze langer intact in het lichaam blijven, waardoor ze kankercellen effectiever kunnen bereiken.”

Het team gebruikte zowel laboratoriumexperimenten als computermodellen om te testen hoe goed het eiwitcomplex bij elkaar kon blijven. Ze ontdekten dat het complex met de juiste aanpassingen niet alleen sterk bleef, maar zelfs stabieler werd onder spanning, waardoor het ideaal was om behandelingen rechtstreeks naar kankercellen te brengen.

Deze ontdekking zou kunnen leiden tot betrouwbaardere systemen voor medicijnafgifte, waardoor onderzoekers kankertherapieën kunnen ontwikkelen die zich nauwkeuriger op tumoren richten en langer effectief blijven. Het team van Dr. Bernardi is nu op zoek naar nog sterkere Affibody-eiwitten die met grotere nauwkeurigheid verschillende kankertypes kunnen vinden en eraan hechten.

Naast de toediening van geneesmiddelen kan dit werk ook helpen bij kankerchirurgie, waarbij Affibodies kleurstoffen kunnen dragen om kankercellen onder speciaal licht te laten gloeien, waardoor chirurgen tumoren kunnen opsporen en verwijderen. Ze kunnen ook worden geladen met straling om kankercellen in de loop van de tijd direct te targeten en te doden.