По словам ведущего ученого группы, доктора Жана-Филиппа Пеллуа, доцента, открытие, опубликованное в журнале Nature Methods в этом месяце, будет легко использовано в медицинских исследованиях, направленных на поиск лекарств и методов лечения широкого спектра заболеваний. биохимии в Техасском университете AM.«Это то, что люди пытались сделать в течение многих лет, потому что белки являются основными компонентами клетки. Это молекулы, которые выполняют всевозможные функции внутри клетки», — сказал Пеллуа. «Возможность доставить белок для изменения или изучения того, что делает клетка, чрезвычайно полезна».В настоящее время ученые используют разные методы, чтобы выяснить, как молекулы работают внутри клетки.
В общем, ученый может доставить ДНК, которая кодирует белок, в клетку, но для этого необходимо пересечь клеточную мембрану, которая повреждает или убивает клетку, объяснил он. Кроме того, количество белка, продуцируемого экспрессией ДНК, трудно контролировать, а введенная ДНК также может неконтролируемым и непредсказуемым образом изменять геном клеток.«Мы обходим это и доставляем белок напрямую», — сказал Пеллуа. «И найденный нами метод очень эффективно доставляет белок.
Большое количество белка попадает внутрь клетки, и мы не повреждаем мембрану и не изменяем физиологию клетки.«Это действительно мощно. Это оказывает влияние на клеточную биологию, вопрос заключается в том, как работает клетка и что делают белки, или когда белок не функционирует должным образом, как это приводит к болезни?»Он сказал, что область регенеративной медицины может быть одним из первых практических приложений, потому что исследования в этой области направлены на перепрограммирование клеток — например, использование перепрограммированных клеток кожи пациента в виде клеток сердца или печени, чтобы помочь этому человеку оправиться от болезни.
«Вы можете использовать эти клетки как терапевтические инструменты, которые могут восстанавливать поврежденные органы и ткани», — сказал Пеллуа. «Наше открытие позволит решить эти терапевтические проблемы, помогая медицинским исследователям безопасно получать репрограммирующие белки внутри клеток».Точно так же этот метод можно использовать в борьбе с раком, добавил он.«Способ убить раковые клетки — доставить белок, который, как известно, является супрессором опухолей», — сказал он. «Иногда рак возникает, когда определенный набор ключевых белков, называемых супрессорами опухолей, перестает функционировать.
Когда они функционируют нормально, они следят за тем, чтобы здоровые клетки не начали размножаться. Но когда происходит мутация в ДНК, которая приводит к потере функции эти белки-супрессоры опухолей, когда клетка может полностью сходить с ума и расти без ограничений.«Идея состоит в том, что если этот белок может быть повторно введен в раковую клетку — без повреждения клетки — этот белок может вызвать гибель раковых клеток. Это было бы терапевтическим инструментом с использованием нашего метода».
По его словам, еще одним потенциальным применением является разработка лекарств для лечения определенных заболеваний, при которых лекарственное соединение может быть доставлено в клетку.
Его команда взяла этот метод на основе накопленных десятилетиями знаний исследований вируса ВИЧ, которые обнаружили токсичный белок, способный переходить от одной инфицированной клетки к неинфицированной. Пептиды, полученные из этого белка, были изучены на предмет их способности проникать в клетки.«Наш вклад состоял в том, чтобы взять те соединения, которые работают с очень низкой эффективностью, и внезапно резко повысить их эффективность. Потребовалось умное предположение, а также удача, чтобы найти соединения, которые работали действительно, очень хорошо», — сказал он о своей команде. в Texas AM, куда входили Альфредо Эразо-Оливерас, Кристина Наджар, Лайла Даяни, Тинг-И Ван и Грегори Джонсон.
Он сравнил это открытие с «созданием троянского коня для клетки».«Мы можем захватить клетку, а затем использовать химию клетки, чтобы получить эти реагенты из того, что было бы эквивалентом троянского коня», — сказал он. «Это немного похоже на выбивание двери ногой. Обычно при ударе ногой внутрь камеры дверь повреждается.
«Из-за этого это игра. Многие люди не решались сделать эти реагенты более эффективными из-за опасности того, что может случиться с клеткой. Другими словами, да, вы можете попасть в клетку, но если вы уничтожите мембраны и убить клетку, что в этом хорошего?«Сюрприз в нашей работе заключается в том, что, несмотря на то, что мы чрезвычайно эффективны, несмотря на то, что якобы« выбили дверь »и залезли внутрь, с камерой все в порядке», — сказал он. «Мы не совсем знаем почему, но мы подозреваем, что клетка в основном ремонтирует дверь, как только она сломается. технология, которая одновременно эффективна и безопасна ".
Его команда использовала «библиотеку клеток» от людей, кур, обезьян и мышей. Есть небольшие различия, но больше между разными типами клеток, чем между видами.
По его словам, некоторые типы — например, клетки мозга — более устойчивы, но метод все равно работает.«Теперь речь идет о точной настройке», — сказал Пеллуа. «Эта технология доставки дает нам способ превратить клетку в пробирку, в которую мы можем добавлять компоненты, контролировать, сколько мы добавляем, а затем смотреть, что происходит. Это позволит нам изучать функции в механизмах и способами, которые ранее не использовались. возможно раньше ".
