Το δηλητήριο της αράχνης σώζει ζωές
Η δράση πολλών φαρμάκων στηρίζεται στην τεχνητή προώθηση βιομακρομορίων -όπως είναι τα αντισώματα- στο εσωτερικό των κυττάρων.
Ομως, αυτή η διαδικασία εμφανίζει δύο δυσκολίες:
Αφενός τη διείσδυση του μακρομορίου μέσα στο κύτταρο και αφετέρου την απελευθέρωσή του στο περιβάλλον αυτό, προκειμένου να αλληλεπιδράσει και να λειτουργήσει θεραπευτικά.
Τα αντισώματα προωθούνται μεν στο κύτταρο μέσα σε κυστίδια (ενδοσώματα) που απορροφώνται από τη μεμβράνη του κυττάρου, αλλά δυσκολεύονται στη συνέχεια να απελευθερωθούν από αυτήν. Οι ερευνητές του πανεπιστημίου του Kyoto, υπό τους Shiroh Futaki και Misao Akishiba, ανέπτυξαν μια μέθοδο για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο.
Ανακάλυψαν ότι το δηλητήριο της αράχνης μπορεί να λειτουργήσει ως καταλύτης για την απελευθέρωση των αντισωμάτων στο εσωτερικό των κυττάρων. Με μια απλή τροποποίηση στο πεπτίδιο M-lycotoxin, που εμπεριέχει το δηλητήριο, κατόρθωσαν να σπάσουν τα ενδοσώματα επιτρέποντας στα μακρομόρια να ξεκινήσουν άμεσα τη δράση τους στο εσωτερικό του κυττάρου. Οι ερευνητές αντικατέστησαν συγκεκριμένα τα υπολείμματα λευκίνης με γλουταμικό οξύ.
Τα αντισώματα προωθούνται μεν στο κύτταρο μέσα σε κυστίδια (ενδοσώματα) που απορροφώνται από τη μεμβράνη του κυττάρου, αλλά δυσκολεύονται στη συνέχεια να απελευθερωθούν από αυτήν. Οι ερευνητές του πανεπιστημίου του Kyoto, υπό τους Shiroh Futaki και Misao Akishiba, ανέπτυξαν μια μέθοδο για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο.
Ανακάλυψαν ότι το δηλητήριο της αράχνης μπορεί να λειτουργήσει ως καταλύτης για την απελευθέρωση των αντισωμάτων στο εσωτερικό των κυττάρων. Με μια απλή τροποποίηση στο πεπτίδιο M-lycotoxin, που εμπεριέχει το δηλητήριο, κατόρθωσαν να σπάσουν τα ενδοσώματα επιτρέποντας στα μακρομόρια να ξεκινήσουν άμεσα τη δράση τους στο εσωτερικό του κυττάρου. Οι ερευνητές αντικατέστησαν συγκεκριμένα τα υπολείμματα λευκίνης με γλουταμικό οξύ.
Αλληλεπίδραση
Μόλις το τροποποιημένο πεπτίδιο (στο οποίο έδωσαν την ονομασία L17E) διεισδύσει στο κύτταρο (όπου προηγουμένως έχουν φτάσει και παραμένουν εγκλωβισμένα τα αντισώματα μέσα στο περίβλημά τους), αρχίζει να αλληλεπιδρά με τη μεμβράνη των ενδοσωμάτων διαλύοντάς τη.
Οπως εξηγεί ο δρ Akishiba, με τη μέθοδο αυτή μπορεί να καταστεί δυνατή και η ενεργοποίηση βιομακρομορίων, η λειτουργική παρουσία των οποίων στο εσωτερικό των κυττάρων παρεμποδίζει την έκφραση κάποιων γονιδίων.
Η μέθοδος ανοίγει έτσι τον δρόμο για νέες θεραπείες και την ανάπτυξη καινούργιων φαρμάκων. Επιπλέον, αποτελεί ένα νέο όχημα για τη μεταφορά στο εσωτερικό των κυττάρων νανοσωματιδίων ή και βιοενεργών μακρομορίων.
Η ερευνητική ομάδα εργάζεται τώρα πάνω στη βελτίωση της διεισδυτικότητας των μακρομορίων στα κύτταρα μέσα σε ενδοσώματα που μπορούν να μεταφέρουν μεγαλύτερα φορτία.
Μόλις το τροποποιημένο πεπτίδιο (στο οποίο έδωσαν την ονομασία L17E) διεισδύσει στο κύτταρο (όπου προηγουμένως έχουν φτάσει και παραμένουν εγκλωβισμένα τα αντισώματα μέσα στο περίβλημά τους), αρχίζει να αλληλεπιδρά με τη μεμβράνη των ενδοσωμάτων διαλύοντάς τη.
Οπως εξηγεί ο δρ Akishiba, με τη μέθοδο αυτή μπορεί να καταστεί δυνατή και η ενεργοποίηση βιομακρομορίων, η λειτουργική παρουσία των οποίων στο εσωτερικό των κυττάρων παρεμποδίζει την έκφραση κάποιων γονιδίων.
Η μέθοδος ανοίγει έτσι τον δρόμο για νέες θεραπείες και την ανάπτυξη καινούργιων φαρμάκων. Επιπλέον, αποτελεί ένα νέο όχημα για τη μεταφορά στο εσωτερικό των κυττάρων νανοσωματιδίων ή και βιοενεργών μακρομορίων.
Η ερευνητική ομάδα εργάζεται τώρα πάνω στη βελτίωση της διεισδυτικότητας των μακρομορίων στα κύτταρα μέσα σε ενδοσώματα που μπορούν να μεταφέρουν μεγαλύτερα φορτία.
