Hvordan kunne designerproteiner modvirke kræft?
Kromosomer eller DNA-molekyler, der findes i celler, der bærer genetisk materiale, "bookes" af telomerer, hvilket forhindrer dem i at "rive ud". Telomerer er også vigtige i cellernes vækst og ældning, men hvad sker der, når kræft "kaprer" dem, og kan dette forhindres?
”En normal celle vokser i den helt rigtige tid, der kræves for at vi kan udvikle og vedligeholde vores kroppe,” forklarer lektor Oliver Rackham fra University of Western Australia i Crawley.
Visse molekylære mekanismer er på plads i celler, der "fortæller" dem, hvor meget de skal vokse, og hvornår det er tid til at stoppe med at vokse.
En sådan mekanisme involverer telomerer, som er "hætterne" i enderne af kromosomer. Kromosomer bærer genetisk information.
Telomerer er "bundet" til de enkelte DNA-tråde, der efterlades "hængende" ved enderne eller endepunkterne af kromosomer, så de som sådan sikres.
”[Celler] styrer deres vækst med en molekylær tællemekanisme, der fortæller cellen, hvor gammel den er. Dette sker i enderne af vores kromosomer, der har små hætter på, ”siger Rackham.
”Hver gang cellen deler sig,” fortsætter han, ”forsvinder en lille smule ved hætten på kromosomet. Når hætterne krymper til en vis længde, ved cellen, at den har delt sig for mange gange, og den vil derefter stoppe med at vokse eller dø. ”
Hvordan kræft disregulerer cellevækst
Men der opstår problemer, når telomererne ikke afkortes trinvist, som de burde. Gennem en persons barndom er telomerer naturligt "længere levetid", da individet stadig har brug for at vokse og udvikle sig.
Men hvis den mekanisme, der regulerer forkortelsen af telomerer og dermed aldring af celler i voksenalderen, afbrydes, og telomerer ikke forkorter, vokser cellerne unormalt.
Dette, har forskning vist, hvad der sker i kræft. Som Rackham udtrykker det, "[C] ancerceller undergraver tællemekanismen, der krymper enderne af vores kromosomer, så kræftceller fortsætter med at replikere på ubestemt tid."
Hvordan kaprer kræft telomerer? "[B] y producerer et enzym kaldet telomerase, som vi har brug for, når vi er babyer og vokser meget hurtigt, men som vi holder op med at producere, når vi stopper hurtigt med at vokse," forklarer Rackham.
Cirka 90 procent af alle kræftceller indeholder telomerase, hvilket forstyrrer den normale cellulære selvregulerende mekanisme, bemærker forskeren.
Disse kunstige proteiner er en 'første'
Rackham og et team af specialister fra University of Western Australia's Harry Perkins Institute of Medical Research har arbejdet for at finde en effektiv måde at stoppe telomerase i at lette den unormale vækst af celler i kræft.
Dette enzym virker ved at "forlænge" de telomerer, der i enderne af kromosomer, praktisk talt "forny" deres lejemål.
Som de rapporterede i en artikel, der nu er offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation, University of Western Australia-teamet har udviklet kunstige proteiner, der vikles rundt om enderne af kromosomer, hvilket forhindrer telomerase i at "forstærke" telomererne.
”Disse proteiner,” forklarer Rackham, “låser [enkeltstrenget] DNA [som er sikret af telomerer], så telomerase ikke kan røre ved det.”
”Vores laboratorium designede proteiner, der for første gang faktisk kan genkende det enkeltstrengede DNA og binde det. Vi kan dybest set programmere disse proteiner til at målrette mod dem, ”bemærker han.
På den måde lykkedes det teamet at forstyrre den molekylære mekanisme, som kræft ville ”kapre” for at give næring til den ukontrollerede og dermed skadelige vækst af celler.
Forskerne har udtrykt deres begejstring over deres opdagelse og argumenteret for, at udviklingen af proteiner, der er i stand til at binde til enkeltstrenget DNA, i fremtiden kunne bruges i flere områder af terapeutisk interesse.
”I denne undersøgelse har vi vist, at vi har evnen til at designe proteiner, der genkender specifikke [enkeltstrengede DNA] sekvenser af interesse med mange potentielle anvendelser inden for biologi og bioteknologi,” konkluderer forfatterne.
