15:09 2023-03-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Sistemul de injecție bacteriană furnizează proteine la șoareci și celulele umane
_ Sistemul de injecție bacteriană furnizează proteine în Șoareci și celule umane
Cercetătorii de la Broad Institute of MIT și Harvard și McGovern Institute for Brain Research de la MIT au valorificat un sistem bacterian natural pentru a dezvolta o nouă abordare de livrare a proteinelor care funcționează în celulele umane și animale. Tehnologia, descrisă astăzi în Nature, poate fi programată să livreze o varietate de proteine, inclusiv cele pentru editarea genelor, la diferite tipuri de celule. Sistemul ar putea fi o modalitate sigură și eficientă de a oferi terapii genetice și terapii pentru cancer.
Condusă de membrul institutului Broad și investigatorul Institutului McGovern Feng Zhang, echipa a profitat de o mică structură de injecție asemănătoare unei seringi, produsă de o bacterie, care se leagă în mod natural de celulele insectelor și injectează o sarcină utilă de proteine în ele. Cercetătorii au folosit instrumentul de inteligență artificială AlphaFold pentru a proiecta aceste structuri de seringă pentru a furniza o serie de proteine utile atât celulelor umane, cât și celulelor de la șoareci vii.
„Acesta este un exemplu foarte frumos al modului în care ingineria proteinelor poate modifica. activitatea biologică a unui sistem natural”, a spus Joseph Kreitz, primul autor al studiului și student absolvent în laboratorul lui Zhang. „Cred că susține ingineria proteinelor ca instrument util în bioinginerie și dezvoltarea de noi sisteme terapeutice.”
„Livrarea de molecule terapeutice este un blocaj major pentru medicină și vom avea nevoie de o serie profundă de opțiuni. pentru a introduce aceste noi terapii puternice în celulele potrivite din organism”, a adăugat Zhang. „Învățând din modul în care natura transportă proteinele, am reușit să dezvoltăm o nouă platformă care poate ajuta la abordarea acestei lacune.”
Zhang este autorul principal al studiului și este, de asemenea, profesor de neuroștiință James și Patricia Poitras. la MIT și un investigator la Institutul Medical Howard Hughes.
Bacterii simbiotice folosesc mașinile asemănătoare unei seringi lungi de aproximativ 100 de nanometri pentru a injecta proteine în celulele gazdă pentru a ajuta la ajustarea biologiei mediului înconjurător și a le îmbunătăți. supravieţuire. Aceste mașini, numite sisteme de injecție contractilă extracelulară (eCIS), constau dintr-un tub rigid în interiorul unei teci care se contractă, antrenând un vârf la capătul tubului prin membrana celulară. Acest lucru forțează încărcătura proteică din interiorul tubului să intre în celulă.
La exteriorul unui capăt al eCIS se află fibre de coadă care recunosc receptori specifici de pe suprafața celulei și se blochează. Cercetările anterioare au arătat că eCIS-urile pot viza în mod natural celulele de insecte și șoareci, dar Kreitz s-a gândit că ar putea fi posibil să le modifice pentru a furniza proteine celulelor umane prin reproiectarea fibrelor cozii pentru a se lega de diferiți receptori.
Folosind AlphaFold. , care prezice structura unei proteine din secvența sa de aminoacizi, cercetătorii au reproiectat fibrele cozii ale unui eCIS produs de bacteriile Photorhabdus pentru a se lega de celulele umane. Reproiectând o altă parte a complexului, oamenii de știință au păcălit seringa să livreze o proteină aleasă de ei, în unele cazuri cu o eficiență remarcabil de mare.
Echipa a realizat eCIS care vizează celulele canceroase care exprimă receptorul EGF și a arătat că au ucis aproape 100 la sută din celule, dar nu au afectat celulele fără receptor. Deși eficiența depinde parțial de receptorul pe care sistemul este proiectat să-l ținteze, Kreitz spune că descoperirile demonstrează promisiunea sistemului cu o inginerie atentă.
Cercetătorii au folosit, de asemenea, un eCIS pentru a furniza proteine creierului în șoareci vii – unde nu a provocat un răspuns imunitar detectabil, sugerând că eCIS-urile ar putea fi utilizate într-o zi pentru a furniza în siguranță terapii genetice oamenilor.
Kreitz spune că sistemul eCIS este versatil, iar echipa l-a folosit deja pentru a furniza o gamă largă de încărcături, inclusiv proteine editor de bază (care pot face modificări cu o singură literă la ADN), proteine care sunt toxice pentru cancer celule și Cas9, o enzimă mare de tăiere a ADN-ului folosită în multe sisteme de editare a genelor.
În viitor, Kreitz spune că cercetătorii ar putea proiecta alte componente ale sistemului eCIS pentru a regla alte proprietăți sau pentru a livra alte încărcături. precum ADN sau ARN. De asemenea, vrea să înțeleagă mai bine funcția acestor sisteme în natură.
„Noi și alții am arătat că acest tip de sistem este incredibil de divers în întreaga biosferă, dar nu sunt foarte bine caracterizate”, a spus Kreitz. . „Și credem că acest tip de sistem joacă roluri cu adevărat importante în biologie, care nu au fost încă explorate.”
Comentarii:
Adauga Comentariu