Silkesmaskar är användbara för mer än att bara göra starka och absorberande strängar av silkeslen tråd för textilindustrin. En grupp KAUST-forskare har nu lockat dessa larvliknande insekter att göra den mänskliga formen av E-selektin, en kritisk adhesionsmolekyl involverad i inflammation, cancer och andra sjukdomsprocesser.

Arbeta med medarbetare vid Kyushu University i Japan, biokemisten Jasmeen Merzaban och hennes team konstruerade silkesmaskar för att producera olika varianter av E-selektin. De studerade sedan hur de olika adhesionsproteinerna interagerade med celler, upptäcker att det ligger mer bakom E-selektins molekylära klibbighet än hur dess terminala bindningsdomän interagerar med målmolekyler.

För första gången, de har visat att kritisk för bindning är den förbindande armen av E-selektin - en repetitiv region med variabel längd (känd som den korta konsensusupprepningsdomänen) som sträcker ut proteinets hand för att fånga celler ur flödet.

Längre beväpnade e-selektiner är bättre på att binda blodstamceller, Merzaban och hennes kollegor rapporterar. Men hastigheten med vilken E-selektin tar tag i cellerna verkar bara kontrolleras av proteinets hand och handled - lektinet och de epidermala tillväxtfaktorliknande domänerna, respektive.

Fynden kastar ljus över den naturliga handeln med blodkomponenter in i och ut ur vävnader. De kan också förklara hur oseriösa cancerceller i blodet fångas i avlägsna organ för att så nya tumörer i hela kroppen.

"Att utvärdera förmågan hos komponenter i E-selektinmolekylen att blockera adhesionsinteraktioner baserat på vårt arbete kan generera resultat med terapeutiska implikationer, " säger Merzaban.

Hon och medlemmar av henne undersöker för närvarande potentialen för labbodlade E-selektinproteiner att fungera som lockbete i kroppen. Dessa molekyler bör komma mellan cancerceller och naturliga E-selektiner som finns i blodkärl eller i benmärgen, och därigenom minska graden av metastaser, den främsta orsaken till cancerrelaterad död, eller förhindra tumörceller från att gömma sig i organ där de är skyddade från kemoterapi.

För att tillverka mer E-selectin, teamet kommer återigen att föda upp ett stort antal transgena krämvita silkesmaskar. Andra alternativ för storskalig proteinproduktion finns i överflöd, inklusive användning av äggstocksceller från kinesisk hamster och bakterieodlingssystem. Men gnagarceller kan vara dyra och ineffektiva för att göra rekombinanta proteiner och bakterier kan inte alltid troget replikera aspekter av däggdjursproteinbiologi.

"Silkesmaskens uttryckssystem ger fördelen av att producera funktionella däggdjursproteiner i stor skala med hög avkastning till låg kostnad, " säger Fajr Aleisa, studiens första författare och en före detta Ph.D. student i Merzabans labbgrupp.