En ny metod för läkemedelstillförsel med prolin, en aminosyra som finns i kycklingfjädrar och hudvävnad, skulle kunna användas för att begränsa biverkningarna av kemoterapi och reparera viktiga enzymer, tyder ny forskning på.
Publicerad i tidskriften Chem , har forskare designat en bur (en låda gjord av enstaka molekyler) från biologiskt kompatibla peptider, korta aminosyror som utgör grunden för proteiner. Dessa burar kan hysa droger av olika storlekar och transportera dem i kroppen med hög precision.
De negativa biverkningarna förknippade med kemoterapi, såsom håravfall och nervskador, är ett resultat av "off-site toxicitet", där behandlingen dödar friska celler som omger tumörer såväl som själva tumören. Genom att skapa en bur i nanostorlek för att hysa läkemedlet och bära det in i tumören innan det släpps ut, kan denna effekt kanaliseras mer direkt till tumören, vilket skyddar friska celler.
Buren kan anpassas till olika storlekar, vilket möjliggör olika nyttolaster av droger. Denna flexibla struktur gör att kemoterapiläkemedel, antibiotika och antivirala läkemedel potentiellt kan levereras. Tidigare kunde burar av detta slag endast tillverkas med hjälp av kolvätemolekyler som finns i tjära, som ofta kan vara giftigt för människor.
Denna struktur, tror forskare, öppnar också dörren för att felaktiga enzymer kan ersättas i kroppen, vilket tidigare inte varit möjligt. Historiskt sett kunde enzymer, som är sammansatta av proteiner och utför viktiga funktioner i kroppen, bara blockeras av droger. Blockeringen av denna funktionalitet skulle då ha en inverkan i kroppen, som att minska inflammation. Nu kan burarna ersätta denna funktion, vilket kan lägga grunden för en ny behandlingsform.
Huvudförfattaren Dr. Charlie McTernan, lektor i kemi vid King's College London och gruppledare vid Francis Crick Institute sa:"Det vi har skapat är i huvudsak en biologiskt kompatibel molekylär tepåse. Vi kan fylla denna tepåse, eller bur tillverkad av allmänt tillgängligt prolin och kollagen, med flera olika mediciner och leverera dem på ett mycket mer riktat sätt än vi kunde tidigare."
"Med tiden hoppas vi att detta kan innebära att vi kan begränsa håravfall, illamående och andra obehagliga biverkningar av kemoterapi. Vi kanske till och med kan reparera felaktiga enzymer som har en inverkan på utvecklingen av cancer. Det bästa är vi kan göra detta hållbart och i stor skala."
Prolin är mycket rak och stel i formen, samtidigt som den är löslig i vatten, vilket gör den unikt lämpad för läkemedelsleverans, eftersom vatten utgör ungefär 60 % av människokroppen. Genom att binda peptiden till små mängder metall som palladium kunde forskarna skapa en inställbar struktur som snabbt kan öka eller minska i storlek.
Eftersom prolin och kollagen är allmänt tillgängliga och inte förlitar sig på kedjor av kolväten som tidigare metoder, hoppas teamet att hållbart skala upp sin nuvarande produktion i labbet.
Mer information: Barber et al., Metal-Peptidic Cages—Helical Oligoprolines Generate Highly Anisotropic Nanospaces with Emergent Isomer Control, Chem (2024). DOI:10.1016/j.chempr.2024.05.002. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(24)00223-7
Journalinformation: Chem
Tillhandahålls av King's College London
