Cancer är samtidigt en av de vanligaste och mest förödande sjukdomarna i vårt samhälle. Så att utarbeta nya sätt att behandla det är en bestående vetenskaplig utmaning.

Ett protein som kallas p53 spelar en nyckelroll i kroppens immunsvar mot cancer och är därför ett intressant mål för cancerbehandling. Specifikt är våra kroppar beroende av p53 för att förhindra cancerceller från att växa och dela sig okontrollerat.

P53 har kallats "väktaren av genomet" eftersom det kan stoppa celler med DNA-skador att förvandlas till cancerceller. I huvudsak stänger den av cellen om den upptäcker någon skada som kan få celler att växa till tumörer.

I upp till 60 % av alla cancerformer saknas eller är p53 skadad, vilket gör detta till den vanligaste egenskapen som delas av cancer hos människor. Så att introducera intakt p53-protein i cancerceller skulle vara ett elegant sätt att behandla sjukdomen.

Detta är dock svårare än det låter. P53 är ett relativt stort och diskett protein, vilket innebär att våra celler inte producerar stora mängder av det, det kan lätt klumpas ihop och sluta fungera, och det bryts snabbt ner när det väl har tillverkats.

För att hitta en möjlig lösning på detta problem tittade vi på hur naturen hanterar liknande proteiner. Lite oväntat är spidroins, proteinerna som spindlar spinner till silke, lite som p53. De är också stora, diskettiga och klumpar sig lätt ihop. Men till skillnad från p53 är de täckta av en liten, kompakt del (kallad en domän) som är mycket stabil och lätt kan tillverkas av cellulära proteinproduktionsmaskineri.

I vår studie, som nyligen har publicerats i tidskriften Structure , fäste vi en liten del av ett spindelsilkeprotein – en domän – på det mänskliga p53-proteinet. När vi introducerade detta "fusionsprotein" till celler i labbet fann vi att cellerna producerade det i mycket stora mängder.

För att förstå varför analyserade vi proteinet med elektronmikroskopi, datorsimuleringar, kärnmagnetisk resonans och masspektrometri. Dessa experiment berättar var de olika delarna av proteinet finns och hur de fungerar tillsammans, som delar av en robot.

Det visade sig att den diskettigaste delen av p53-proteinet var lindad runt spindelsilkedomänen som en tråd runt en spindel. Genom att "linda upp" proteinet så drog spindelsilkedomänen ut det från cellproduktionsmaskineriet, och som ett resultat producerades mer protein.

För att testa om spindelsilke-p53-proteinet är aktivt lägger vi in ​​det i cancerceller som innehåller så kallade "reportergener", som gör att cellen lyser upp om p53 sätter på gener som får cellen att sluta växa. Till vår förvåning gav fusionsproteinet ett starkare svar än normalt p53, vilket betyder att vi i princip kunde använda spindelsilkedomänen för att öka förmågan hos p53 att stänga av cancerceller.

Vad nu?

Inget av våra fynd hittills uppgår till en ny cancerterapi. Men de öppnar nya möjligheter:vi skulle kunna använda denna kunskap för att designa nya proteindomäner som gör p53 mindre diskett och lättare att producera.

Om vi ​​levererar RNA:t, den genetiska "blåkopian" för hur man gör p53, till celler, skulle vi kunna inkludera modifierade spindelsilkedomäner för att öka cellernas förmåga att tillverka proteinet.

Som nästa steg kommer vi att testa hur väl friska mänskliga celler tolererar spindelsilkeproteinerna, och om detta tillägg förlänger livslängden för p53-proteinet inuti cellerna.