Modified interleukin 2 mempunyai aktiviti antikancer terbaik • Vera Bashmakova • Berita sains mengenai "Unsur" • Bioteknologi, Imunologi, Onkologi

Modified interleukin 2 mempunyai aktiviti anti-kanser terbaik.

Rajah. 1. Dua subunit, β dan γ, adalah cukup untuk reseptor interleukin berfungsi, namun kehadiran α – subunit menjadikan sambungan antara ligan dan reseptor lebih kuat. Imej dari artikel yang dibincangkan oleh Eric T. Boder Alam, dengan perubahan

Interleukin 2 (IL – 2) adalah protein kecil dengan nasib yang besar. Sitokin ini merupakan faktor pertumbuhan bagi banyak jenis sel imun, termasuk sel pembunuh semulajadi – sejenis sel darah putih yang khusus, walaupun, walaupun nama mereka berbahaya, terlibat dalam perkara yang penting dan berguna – sel-sel yang "menembak" sel yang mencurigakan, kebanyakannya tumor atau dijangkiti virus. Penyelidik dari Amerika Syarikat dan Switzerland telah membuat pengubahsuaian mutan interleukin 2 yang dipanggil "superkines," yang mengikat sel-sel imun lebih dipercayai dan lebih ketat daripada protein asal, yang membuka ruang baru untuk memerangi banyak penyakit.

Kesan interleukin 2 pada sel imun ditentukan oleh kejadian yang sangat mudah: IL-2 "duduk" pada reseptor yang sepadan. Dan untuk memahami apa yang sebenarnya dilakukan penyelidik, kita harus mula memahami struktur reseptor ini.

Reseptor Interleukin 2 terdiri daripada tiga subunit.IL-2Rβ (atau CD122), yang, sebenarnya, mengikat kepada ligan, IL-2Rγ (CD132), yang memberikan respons selular kepada lampiran ligand dan ciri-ciri reseptor sitokin banyak, dan akhirnya, IL-2Rα (CD25) gandingan resin ligand. Pada prinsipnya, hanya dua subunit yang cukup untuk reseptor untuk bekerja – CD122 dan CD132, tetapi interleukin itu duduk di reseptor agak "ragu-ragu", dan sebaik sahaja ia bergabung, ia boleh segera jatuh. Walau bagaimanapun, jika subunit ketiga, CD25, secara rawak berenang bersebelahan dan bergabung dengan kompleks IL-2 dengan reseptor, pertalian kompleks ini akan meningkat secara dramatik, dan interleukin 2 akan berpaut kepada reseptor dengan tegas dan untuk masa yang lama (Rajah 1). Jelas sekali bahawa dalam kes pertama, tindak balas selular terhadap penambahan IL-2 akan lemah, di kedua – kuat, dan semua kerana kehadiran atau ketiadaan CD25.

Dan kerana ketiga-tiga subunit reseptor dinyatakan secara berasingan, adalah mungkin bahawa hanya CD122 dan CD132 dinyatakan. Ia tidak sukar untuk diramalkan bahawa dalam kes ini sel akan menjadi sangat sensitif terhadap interleukin 2, kerana, dengan hampir tidak tersambung ke reseptor, IL-2 akan segera jatuh dari situ, hampir tidak mempunyai masa untuk melakukan sesuatu yang menarik.Gambar ini sangat normal untuk jenis leukosit tertentu – sebagai contoh, untuk sel-sel T "naif" (iaitu, orang yang tidak terlatih yang belum menemui "musuh" mereka perlu memburu). Walau bagaimanapun, jika atas sebab tertentu kita ingin menggerakkan sel-sel imun menggunakan interleukin 2, maka keadaan ini tidak sesuai dengan kita – kerana walaupun IL-2 yang paling banyak akan menjejaskan sel-sel ini sangat sedikit. Secara teorinya, seseorang boleh memaksa sel untuk menyatakan CD25 untuk meningkatkan kepekaannya kepada IL-2, tetapi ini sukar dan boleh mempunyai akibat yang tidak menentu.

Dan di sini pengarang kerja yang dibincangkan memutuskan untuk pergi dengan cara yang lain dan membuat perkara yang pandai, cerdas dan tidak dijangka – untuk membuat pengubahsuaian antara interleukin 2, yang akan bergabung dengan penerima reseptor tanpa sebarang bantuan daripada CD25.

Untuk melakukan ini, para saintis mula-mula mencipta sebuah perpustakaan besar interleukin mutant. Kemudian, menggunakan pemeriksaan ragi (lihat paparan ragi), mereka memeriksa untuk mengetahui sama ada ada versi mutan IL-2 yang berkaitan dengan CD122 dan CD132 tanpa bantuan CD25.

Dan – hooray! – ternyata dengan mutasi L85V (iaitu, apabila leucine dalam 85 kedudukan digantikan dengan valine), interleukin mengikat kepada reseptor lebih kuat.

Walau bagaimanapun, ini hanya permulaan kerja. Sekarang saya terpaksa mengetahui kenapa mutasi ini mengubah protein begitu banyak sehingga ia menjadi lebih rapat dengan reseptor. Di samping itu – jika ada kemungkinan – perlu mengambil sebarang mutasi tambahan yang akan membuat sambungan antara interleukin dan reseptor lebih, jadi untuk bercakap, lebih tidak dapat dipisahkan.

Kebanyakan logik adalah andaian bahawa kedudukan 85 terletak di rantau ini protein yang secara langsung mengikat reseptor, dan mutasi dalam kedudukan ini "melekat" interleukin kepada reseptor. Tetapi ternyata tidak seperti ini: kedudukan 85 terletak di C – helix, berhampiran teras hidrofobik protein, iaitu, di tengahnya, di mana ia tidak menyentuh mana-mana reseptor.

Nah, mungkin, hakikatnya adalah bahawa mutasi ini mengubah kesesuaian salah satu heliks protein, sehingga protein mula "mendekati" reseptor lebih baik dan lebih kuat untuk melekatinya? Berdasarkan anggapan ini, penyelidik mencipta perpustakaan kedua protein mutan, yang mengandungi mutasi L85V, dan kedua, mutasi lain dalam posisi yang dekat, yang juga boleh menjejaskan pengikat protein kepada reseptor. Akibatnya, mereka memilih konsensus mutasi (iaitu, asas) – L80F / R81D / L85V / I86V / I92F (Gamb.2), berdasarkan protein superkine yang dipilih untuk kajian lanjut.

Rajah. 2 Lokasi mutasi pada molekul superkina D10. Ia dilihat bahawa hampir semua mutasi terletak di C – helix (Helix c) atau berdekatan. Imej dari artikel yang dibincangkan oleh Aron M. Levin et al. dalam Alam

The superkines ini (dan terutamanya salah satu daripada mereka, yang mana penyelidik memanggil D10) telah "diketepikan" oleh banyak ujian yang berbeza, akibatnya sifat mereka menjadi jelas dan menjadi lebih atau kurang jelas mengapa mereka berpaut kepada reseptor dengan cengkaman kematian, sementara interleukin biasa 2 hanya menyentuh dia dengan ketat.

Hakikatnya ialah semua mutasi konsensus terletak di C-helix sendiri, atau di dekatnya. Rupa-rupanya, mutasi dapat menstabilkan helix ini (yang bertindak agak longgar dan bergantian dalam arah yang berbeza dalam protein asal), akibatnya ia bergabung dengan reseptor lebih erat (Gambar 3). Ternyata, kesan penstabilan CD25 tepat dinyatakan dalam "menekan" C – helix protein, yang tidak membenarkan protein jatuh dari reseptor.

Rajah. 3 Perbezaan struktur antara interleukin 2 (di sebelah kiri) dan superkine D10 (di sebelah kanan). Tiga varian konformasi yang paling biasa untuk setiap protein ditunjukkan, ditapis pada pengesahan protein yang berkaitan dengan reseptor.Ia dapat dilihat bahawa C-helix daripada superkine "bergerak" jauh lebih rendah daripada interleukin biasa. Imej dari artikel yang dibincangkan oleh Aron M. Levin et al. dalam Alam

Hasilnya sangat mengagumkan, tapi kini tahap seterusnya akan datang. Ia adalah perlu untuk mengetahui sama ada superkiny yang dihasilkan akan berfungsi pada sel hidup sebenar. Berapa banyak istana yang dibina oleh saintis telah mencair di udara selepas peringkat ini!

Walau bagaimanapun, dalam kes ini, segala-galanya teratur. Superkiny bukan sahaja disebabkan tindak balas dalam garis pembunuh semulajadi manusia, tetapi juga menyebabkan dia hampir apa sahaja sama ada pembunuh semulajadi itu menyatakan CD25 atau tidak.

Tetapi ini tidak mencukupi. Beberapa waktu yang lalu menunjukkan bahawa dosis tinggi interleukin 2 menyebabkan beberapa regresi tumor malignan (Krieg, C. et al., 2010. Imunoterapi IL-2 yang diperbaiki untuk reseptor IL-2 terpilih untuk limfosit dan sel endothelial; Rosenberg, S. et al., 1985. Regresi metastasis pulmonari yang ditubuhkan dan interleukin rekombinan tumor subkutaneus 2). Dan bagaimana jika di sana, di mana interleukin biasa 2 menyebabkan kesan yang lemah, superkin akan menyebabkan kesan yang lebih besar? Untuk menguji ini, penyelidik melihat bagaimana suntikan salah satu superkines, H9, mempengaruhi perkembangan empat jenis kanser pada tikus.

Hasilnya diilhamkan: H9 melemahkan pertumbuhan tumor ganas 70% lebih kuat daripada interleukin biasa 2, dan penampilan tumor itu tidak kelihatan penting.Ini menunjukkan potensi besar bahan ini apabila digunakan terhadap semua jenis kanser.

Namun dalam larutan madu ini ada juga lalat dalam salep, dan apa lagi. Permainan kekebalan adalah perkara yang berbahaya dan tidak menentu. Ada kemungkinan bahawa perkembangan ini akan dapat memperlahankan kestabilan (dan kadang kala membatalkan sepenuhnya) perkembangan kanser. Tetapi apa kesan sampingan yang akan menyebabkannya? Para saintis setakat ini mendedahkan satu komplikasi yang serius – suntikan superkin menyebabkan edema pulmonari pada haiwan (benar, kerana para penyelidik optimis, tidak begitu serius ketika menggunakan interleukin 2). Walau bagaimanapun, ada kemungkinan bahawa terdapat akibat lain yang tidak baik dari penggunaan superkines, yang masih akan "merayap" dalam penyelidikan lanjut.

Sumber:
1) Aron M. Levin, Darren L. Bates, Aaron M. Ring et al. Interleukin-2 'superkine' Alam. V. 484. P. 529-533.
2) Eric T. Boder. Kejuruteraan protein: Hubungan yang lebih rapat yang mengikat // Alam. V. 484. P. 463-464.

Vera Bashmakova


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: