Betegségeket okozó fehérjéket elpusztító nanorészecskék
A Nature Nanotechnology folyóiratban nemrég megjelent cikk egy új, nanorészecskékre épülő módszert ismertet, amelynek célja a betegségeket okozó káros fehérjék eltávolítása. A terápiás célpontok körének bővítésével a technológia új utat nyit olyan betegségek kezelésében, mint a demencia és az agydaganat, amelyek eddig nehezen kezelhetők voltak. A fejlesztést Bingyang Shi, a Sydney-i Műszaki Egyetem (UTS) nanomedicina tanszékének professzora vezette, Kam Leong, a Columbia Egyetem professzora és Meng Zheng, a Henan Egyetem professzora együttműködésével.
„A fehérjék szinte minden testfunkcióhoz elengedhetetlenek, de ha mutálódnak, rosszul hajtódnak, túltermelődnek vagy rossz helyen halmozódnak fel, akkor megzavarhatják a normális sejtfolyamatokat és betegségeket válthatnak ki” – mondta Shi professzor. „Sok betegség, köztük a rák, a demencia és az autoimmun rendellenességek, abnormális fehérjék miatt alakulnak ki, és néhányuk alakja vagy viselkedése miatt különösen ellenáll a gyógyszeres kezeléseknek.”
Ezeknek a kihívásoknak a leküzdésére a kutatók egy új típusú, nanopartikulákkal mediált célzó kiméráknak (Nanoparticle-mediated Targeting Chimeras, NPTACs) nevezett, tervezett platformot hoztak létre. A technológia jelentős változást jelent a nanorészecskék pusztán gyógyszerhordozóként való felhasználásától azok aktív terápiás szerként való felhasználásáig. A részecskék úgy vannak kialakítva, hogy felismerjék a betegségekkel kapcsolatos specifikus fehérjéket, és elősegítsék azok lebontását a szervezetben.
„Kifejlesztettünk egy hatékony és rugalmas módszert, amellyel a betegségeket okozó fehérjéket, akár a sejten belül, akár kívül, a szervezet természetes újrahasznosító rendszerébe irányíthatjuk, ahol lebontásra és eltávolításra kerülhetnek” – mondta Shi professzor.
Az elmúlt években megnőtt az érdeklődés a célzott fehérje lebontás iránt, így ez a biotechnológia egyik leggyorsabban növekvő szektora lett. Az Arvinashoz hasonló cégek több mint 1 milliárd dollár befektetést vonzottak, és jelentős partnerségeket kötöttek olyan gyógyszeripari cégekkel, mint a Pfizer, a Bayer és a Roche.
Ezen előrelépések ellenére a meglévő fehérje lebontási technológiáknak jelentős korlátai vannak. Az olyan kihívások, mint a korlátozott szöveti penetráció, a más fehérjékkel való nem kívánt kölcsönhatások és a komplex kémiai tervezés lassították alkalmazásukat, különösen az agyi rendellenességek és a szilárd daganatok esetében.
„Nanopartikulákra épülő stratégiánk leküzdíti ezeket a szűk keresztmetszeteket” – mondta Shi professzor.
Főbb előnyök és az első eredmények
Intra- és extracelluláris fehérjék lebontásának lehetővé tétele;
Szövet- és betegségspecifikus célzás, beleértve a vér-agy gáton való átjutást is;
Plug-and-play modularitás, amely lehetővé teszi a gyors alkalmazkodást a különböző fehérje célokhoz;
Skálázható és klinikailag alkalmazható FDA-jóváhagyott nanomateriálisok és az iparban bevált szintézis stratégiák kihasználása;
Multifunkcionális integráció, diagnosztikai vagy terápiás képességekkel kombinálható.
Több nemzetközi szabadalom által védett NPTAC-ok már erős preklinikai eredményeket mutattak olyan kulcsfontosságú betegségcélpontok ellen, mint az EGFR (egy fehérje, amely gyakran elősegíti a tumor növekedését) és a PD-L1 (egy fehérje, amely segít a ráksejteknek elkerülni az immunrendszert).
„Ez az előrelépés megnyitja az utat az onkológia, a neurológia és az immunológia területén való alkalmazások előtt. Megváltoztatja a nanorészecskékről alkotott gondolkodásmódunkat – nemcsak szállítóeszközként, hanem aktív terápiás szerként is” – mondta Shi professzor.
„Mivel a célzott fehérje lebontás piaca 2030-ra várhatóan meghaladja a 10 milliárd dollárt, az NPTAC-ok hatékony platformot biztosítanak a következő generációs intelligens, precíziós terápiák számára. „Jelenleg stratégiai ipari partnereket keresünk a klinikai fejlesztés felgyorsítása, a terápiás területeken történő alkalmazások engedélyezése és a szabályozói jóváhagyás előkészítése érdekében” – mondta.