Proteinfabriker

Läkemedel gjorda av protein har visat sig lovande vid behandling av cancer, men de är svåra att leverera eftersom kroppen vanligtvis bryter ner proteiner snabbt.

För att komma runt det hindret har ett team av MIT-forskare utvecklat en ny typ av nanopartiklar som kan syntetisera proteiner på begäran. När dessa proteinfabrikspartiklar når sina mål kan forskarna initiera proteinsyntes genom att lysa ultraviolett ljus på dem.

Partiklarna skulle kunna användas för att leverera små proteiner som dödar cancerceller och så småningom större proteiner som antikroppar som sätter igång immunsystemet att förstöra tumörer, säger Avi Schroeder, postdoc vid MIT:s David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research, som utvecklat partiklarna tillsammans med institutprofessor Robert Langer, ScD '74, och Daniel Anderson, docent i hälsovetenskap och teknik och kemiteknik.

Forskarna hoppas kunna använda de proteinbyggande partiklarna för att attackera tumörer som har spridit sig från den ursprungliga cancerplatsen till andra delar av kroppen. Sådana metastaser orsakar 90 procent av dödsfallen i cancer.

Partiklarna efterliknar den proteintillverkningsstrategi som finns i naturen. Celler lagrar sina proteinbyggande instruktioner i DNA, som sedan kopieras till budbärar-RNA. Det mRNA bär proteinritningar till cellstrukturer som kallas ribosomer, som läser mRNA och översätter det till aminosyrasekvenser. Aminosyror träs ihop för att bilda proteiner.

Vi ville använda maskiner som redan har visat sig vara mycket effektiva, säger Schroeder. Ribosomer används i naturen, och de fulländades av naturen under miljarder år för att vara den bästa maskinen som kan producera protein.

Nanopartiklarna innehåller en blandning av ribosomer, aminosyror och de enzymer som behövs för proteinsyntes, alla bärs i ett fetthaltigt yttre lager. I blandningen ingår också DNA-sekvenser för de önskade proteinerna. DNA:t fångas av en kemisk förening som kallas DMNPE, som tillfälligt binder till det. När den utsätts för ultraviolett ljus frigör föreningen DNA, vilket gör att forskarna kan kontrollera när och var proteiner samlas.

Teamet undersöker nu andra sätt att utlösa proteinproduktion. Till exempel kan DNA:t frigöras när partiklarna möter en viss surhetsnivå eller andra biologiska förhållanden som är specifika för vissa kroppsregioner eller celler.

Dölj