Ερευνητές με επικεφαλής επιστήμονες του NYU Langone Health και του Κέντρου Καρκίνου Perlmutter στη Νέα Υόρκη, ανέπτυξαν ένα πειραματικό φάρμακο που προέρχεται από φυσικά βιολογικά συστήματα και το οποίο στοχεύει μια μεταλλαγμένη καρκινική πρωτεΐνη που ονομάζεται HER2. Μια μικρή μετάλλαξη της συγκεκριμένης πρωτεΐνης μπορεί να προκαλέσει καρκίνο. Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι προκαλούν σοβαρές ασθένειες, αυτές οι ελαφρώς μεταλλαγμένες πρωτεΐνες μπορεί να μοιάζουν τόσο πολύ με τις φυσιολογικές τους εκδοχές, με αποτέλεσμα οι θεραπείες που έχουν σχεδιαστεί για να στοχεύουν τις μεταλλάξεις της, να βλάπτουν τα υγιή κύτταρα.

Ενώ είναι ακόμη στα αρχικά στάδια, οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτή η τεχνική θα μπορούσε να αλλάξει τα δεδομένα για την ανάπτυξη θεραπειών για καρκινοπαθείς με μεταλλάξεις HER2, καθώς ελπίζουν ότι θα προκαλεί ελάχιστες παρενέργειες.

«Θέλαμε να δημιουργήσουμε ένα αντίσωμα που θα μπορεί να αναγνωρίζει μια μόνο αλλαγή στα δομικά στοιχεία των 600 αμινοξέων που συνθέτουν το εκτεθειμένο μέρος της πρωτεΐνης HER2, κάτι που είναι πολύ δύσκολο», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Σόχεϊ Κόιντε, καθηγητής στο Τμήμα Βιοχημείας και Μοριακής Φαρμακολογίας στο NYU Grossman School of Medicine και μέλος του Κέντρου Καρκίνου Perlmutter.

«Το γεγονός ότι μπορέσαμε να ανιχνεύσουμε τη διαφορά ενός μόνο αμινοξέος τόσο καθαρά, μας εξέπληξε» πρόσθεσε.

Η πρωτεΐνη HER2 εμφανίζεται στις επιφάνειες πολλών τύπων κυττάρων και προάγει φυσιολογικά την ανάπτυξη, τον διαχωρισμό και την επιδιόρθωση των κυττάρων. Η συγκεκριμένη πρωτεΐνη παίζει επίσης ρόλο στην ανάπτυξη ορισμένων καρκίνων, όπως αυτός του μαστού.

Διάσωση υγιών κυττάρων

Υπάρχουν μερικές εγκεκριμένες από τον FDA θεραπείες, όπως η τραστουζουμάμπη και η περτουζουμάμπη, οι οποίες δρουν στο επίπεδο της HER2 στην επιφάνεια των κυττάρων όπου εμφανίζονται μόνο χαμηλά επίπεδα της μεταλλαγμένης εκδοχής της πρωτεΐνης αυτής.

«Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούμε να εντοπίσουμε τα καρκινικά κύτταρα εξετάζοντας μόνο τα επίπεδα της HER2», εξήγησε ο Δρ. Κόιντε.

Στη μελέτη τους, η οποία δημοσιεύθηκε διαδικτυακά στο περιοδικό «Nature Chemical Biology», οι ερευνητές περιγράφουν πώς αξιοποίησαν τη νέα τεχνική πρωτεϊνικής μηχανικής για να αναπτύξουν αντισώματα που αναγνωρίζουν μόνο τη μεταλλαγμένη HER2. Σε μια διαδικασία που μιμείται την ανάπτυξη φυσικών αντισωμάτων, οι ερευνητές υπέβαλαν αντισώματα σε πολλαπλούς γύρους μετάλλαξης και επιλογής, αναζητώντας παραλλαγές που μπορούσαν να αναγνωρίσουν τη μεταλλαγμένη αλλά όχι τη φυσιολογική HER2. Με τη βοήθεια ενός κρυοηλεκτρονικού μικροσκοπίου, διαπιστώθηκε πως τα νέα αντισώματα αλληλεπιδρούσαν με την HER2 χωρικά, επιτρέποντας στην ομάδα να βελτιώνει συνεχώς τα σχέδια αντισωμάτων.

Ωστόσο, η επιλεκτική αναγνώριση της μεταλλαγμένου HER2 ήταν μόνο μέρος της ανάπτυξης μιας αποτελεσματικής θεραπείας για τον καρκίνο, καθώς τα αντισώματα πρέπει να συνεργαστούν με το ανοσοποιητικό σύστημα για να σκοτώσουν τα καρκινικά κύτταρα. Για να εξασφαλίσουν την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων, οι ερευνητές μετέτρεψαν το αντίσωμά τους σε ένα συγκεκριμένο T cell engager, ένα μόριο το οποίο συνδέει το αντίσωμα που στοχεύει τη μεταλλαγμένη HER2 με ένα άλλο αντίσωμα που ενεργοποιεί τα Τ κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος.

Τα πειράματα έδειξαν ότι αυτή η μέθοδος σκότωσε μεταλλαγμένα καρκινικά κύτταρα HER2 σε τρυβλία καλλιέργειας, χωρίς να πειράξει τα φυσιολογικά. Όταν η θεραπεία δοκιμάστηκε σε ποντίκια με όγκους που έφεραν τη μετάλλαξη HER2, διαπιστώθηκε σημαντική μείωση της ανάπτυξης των όγκων. Επιπλέον, η θεραπεία δεν προκάλεσε απώλεια βάρους ή ορατή ασθένεια στα ποντίκια, γεγονός που υποδηλώνει ότι είχε ελάχιστες παρενέργειες στα ζώα.

ΠΗΓΗ: Interesting Engineering