Brazilski toksin Wasp ubija rakave celice

Strup brazilske osi Polybia paulista vsebuje močan toksin, ki ubije rakave celice, ne da bi pri tem poškodoval zdrave celice. Zdaj je skupina znanstvenikov iz Paulista State University (UNESP) in Univerze v Leedsu v Angliji odkrila natančno, kako lahko strup, imenovan MP1, izključno odpira luknje v rakavih celicah in jih uničuje.

Študija, ki je bila objavljena v torek v reviji Biophysical Journal, bi lahko spodbudila ustvarjanje razreda brez raka brez primere, so povedali znanstveniki. Po besedah ​​enega od avtorjev študije, Paul Beales z angleške univerze, toksin MP1 ne vpliva na normalne celice, temveč deluje z lipidi - maščobnimi molekulami, ki se anomalično porazdelijo le na površini rakavih celic. Ob stiku z membrano teh celic toksin odpre luknje, skozi katere uhajajo molekule, bistvene za njegovo delovanje.

"Terapije raka, ki napadajo lipidno sestavo celične membrane, bi bile povsem nov razred protitumorskih zdravil. To bi lahko bilo koristno za razvoj novih kombiniranih terapij, v katerih se za zdravljenje raka uporablja več zdravil z napadi različnih delov njihove celice hkrati, "je dejal Beales.

Po besedah ​​drugega od avtorjev Jooa Ruggiera Netoja z Unespovega oddelka za fiziko v São José do Rio Preto je Polybia paulista odkril in opisal profesor Mário Palma iz Unesp de Rio Claro. Znanstveniki so že preučevali toksin MP1 in vedeli so, da deluje proti mikrobom, ki povzročajo bolezen, tako da uničuje membrano bakterijskih celic. Študije so pozneje pokazale, da toksin obljublja človeka pred rakom in ima sposobnost zaviranja rasti tumorskih celic prostate in mehurja ter levkemije, odpornih na zdravila.

Do zdaj pa ni bilo znano, kako je MP1 sposoben selektivno uničiti tumorske celice, ne da bi pri tem poškodoval zdrave celice. "Odkar smo leta 2009 opisali toksinov strup iz osi, smo vedeli, da vsebuje peptide z močno antibakterijsko lastnostjo, ki delujejo kot močan antibiotik.

Kasneje so korejski in kitajski raziskovalci začeli sodelovati s temi peptidi na rakavih celicah in šli smo preučevati njihovo delovanje na limfocite levkemije, "je Neto povedal za časopis Estado de S. Paulo.

Mehanizem

Skupina Unesp je nato potrdila, da so bili toksini izjemno selektivni, saj so prepoznali le levkemične limfocite, ne zdravih. Začeli so sumiti, da je razlaga te selektivnosti povezana z edinstvenimi lastnostmi membran rakavih celic. "Šli smo raziskati mehanizem, " je dejal Neto. Po njegovih besedah ​​se v zdravih celičnih membranah fosfolipidi, imenovani PS in PE, nahajajo na notranji membrani, obrnjeni znotraj celice. Toda v rakavih celicah sta PS in PE vgrajena v zunanjo membrano, ki je obrnjena proti okolju okoli celice. Znanstveniki so svojo teorijo preizkusili tako, da so ustvarili modelne membrane, ki vsebujejo PE in PS, ter jih izpostavili MP1. Uporabili so široko paleto biofizičnih in slikovnih tehnik, da so opisali uničevalne učinke MP1 na membrane.

Rezultat je bil presenetljiv: prisotnost PS se je povečala za 7 do 8-krat večjo količino MP1, vezane na membrano. Po drugi strani pa je prisotnost PE povečala sposobnost MP1, da hitro poškoduje membrano in poveča velikost luknje za 20 do 30-krat. "Te pore so nastale v nekaj sekundah dovolj velike, da omogočajo uhajanje kritičnih celičnih molekul, kot sta RNA in beljakovine. Dramatično povečanje permeabilizacije, ki jo povzročajo toksini, v prisotnosti PE in velikosti por v teh membranah sta bila presenetljiva." je rekel Neto.

Potencial

V prihodnjih študijah znanstveniki načrtujejo spremembo aminokislinskega zaporedja MP1, da bi preučili, kako se struktura toksinov nanaša na njegovo delovanje, da bi povečali njegovo selektivnost in učinkovitost za klinične namene. Po Bealejevem mnenju bo razumevanje mehanizma delovanja tega toksina pomagalo translacijskim raziskavam - torej klinično uporabnim znanstvenim raziskavam - za oceno njegovega potenciala za uporabo v medicini v prihodnosti. "Kot je v laboratoriju dokazano, da je toksin selektiven za rakave celice in ni strupen za normalne celice, ima potencial, da je varen. Toda za dokazovanje tega bo potrebno še več dela, " je dejal Beale.

Avtor Fábio de Castro - Sao Paulo