Med hjälp av antikroppar som härrör från alpackor har en forskargrupp från University of Kentucky utvecklat ett verktyg som kan leda till nya behandlingar för att stoppa tillväxten av flera typer av cancer.
Även om cancerforskare har känt till att ett protein som kallas PRL-3 är kopplat till tillväxten av tjocktarms-, bröst-, lung-, hud- och blodcancer, finns det liten förståelse för hur det fungerar på grund av bristen på verktyg för att studera det effektivt.
Med unika alpackaantikroppar som kallas nanokroppar utvecklade teamet under ledning av UK Markey Cancer Center-forskaren Jessica Blackburn, Ph.D., det första effektiva verktyget för att specifikt rikta in sig på PRL-3.
Upptäckten tar forskarna ett steg närmare att utveckla ett läkemedel som kan stoppa uttrycket av PRL-3 och tillväxten av cancer, säger Blackburn.
"Nanokropparna är värdefulla nya verktyg som kan hjälpa forskare att bättre förstå hur PRL-3 bidrar till cancerprogression", säger Blackburn, docent vid UK College of Medicine Department of Molecular and Cellular Biochemistry. "I slutändan öppnar denna upptäckt upp nya möjligheter för att utveckla bättre behandlingar för att bekämpa cancer och förbättra patienters liv."
PRL-3 nanobodies, utvecklade i samarbete med Storbritanniens Protein Core, visade lovande resultat i labbtester som lyfts fram i tidskriften PLOS ONE .
Nanokropparna kunde identifiera PRL-3 i cancerceller och fästa till proteinets aktiva plats, vilket potentiellt stör dess förmåga att främja cancertillväxt. Dessutom minskade nanokropparna interaktionen mellan PRL-3 och ett annat protein som kallas CNNM3, som är känt för att främja cancertillväxt i djurmodeller.
Blackburn säger att nanokropparnas förmåga att lokalisera PRL-3 i cancerceller kommer att ge forskare nya insikter om vilka andra proteiner eller molekyler den interagerar med, vilket kommer att öka förståelsen för dess funktion i cancer. Deras förmåga att fästa vid PRL-3 kan också ha potential för terapeutisk utveckling.
"Nanokroppar som riktar sig mot andra proteiner är redan i kliniska prövningar för en mängd olika mänskliga sjukdomar, så det kan vara möjligt för en PRL-3 nanobody att användas som ett läkemedel för att binda till PRL-3 och hämma dess aktivitet," sa Blackburn.
Alpackor är ett av de mycket få djur som producerar nanokroppar, även kända som antikroppar med en enda domän eller antikroppar med endast tunga kedjan. Nanokroppar är 10 gånger mindre än vanliga antikroppar. Deras storlek ger dem potential att komma in i en cell på ett sätt som en normal antikropp inte kan, vilket erbjuder ett lovande verktyg för att förstå sjukdomar och läkemedelsutveckling.
"Nanokroppar har blivit det "heta" nya forskningsverktyget på grund av deras ringa storlek, stabilitet, höga affinitet, höga specificitet, lätta att manipulera och lätta att producera. Det finns nu över 2 000 publikationer som involverar nanokroppar listade i PubMed", säger Lou Hersh , Ph.D., professor vid avdelningen för molekylär och cellulär biokemi och chef för Storbritanniens Protein Core.
Storbritannien är bara en av en handfull institutioner som för närvarande producerar alpacka nanokroppar som används för biomedicinsk forskning. Under de senaste sex åren har den brittiska proteinkärnan hjälpt forskare att skapa mer än 100 nanokroppar för att rikta in sig på proteiner som är involverade i en mängd olika mänskliga sjukdomar, inklusive cancer, diabetes, neurologiska sjukdomar och virus som COVID-19.
Denna process kräver samarbete av experter över discipliner, specialiserad utrustning och, naturligtvis, alpackor. För att skapa nanokropparna immuniseras alpackorna med proteinet av intresse, och sex veckor senare samlar forskare blodprover. Sedan identifieras, isoleras, testas och reproduceras nanokropparna som riktar sig mot proteinet i labbet.
Proteinkärnan har haft ett samarbete med en lokal alpackafarm, där djuren vistas större delen av året. De har besökt Storbritanniens North Farm för att bli vaccinerade och få blodprov.
Mer information: Caroline N. Smith et al, Utveckling och karakterisering av nanokroppar som specifikt riktar sig mot det onkogena fosfataset från Regenerating Liver-3 (PRL-3) och påverkar dess interaktion med en känd bindningspartner, CNNM3, PLOS ONE (2023). DOI:10.1371/journal.pone.0285964
Journalinformation: PLoS ONE
Tillhandahålls av University of Kentucky
