19 November 2021, 18:02

Система на основе анти-HER2-скаффолда и молекулярной пары барназа*барстар для ступенчатой доставки цитотоксинов при терапии HER2-положительных опухолей

Для снижения побочных эффектов в процессе онкотерапии представляется перспективным использовать ступенчатую доставку действующих агентов, или претаргетинг: на первой стадии к клетке определенного молекулярного профиля избирательно доставляется нетоксичный адресный модуль (имеющий в своем составе антитело или неиммуноглобулиновые скаффолды), а на второй стадии - цитотоксический агент, способный специфически взаимодействовать с адресным модулем, предварительно связавшимся с опухолевой клеткой-мишенью.

Система на основе анти-HER2-скаффолда и молекулярной пары барназа*барстар для ступенчатой доставки цитотоксинов при терапии HER2-положительных опухолей
Концепция двухступенчатой адресной доставки на основе пары барназа*барстар. На первом этапе претаргетинга животным-опухоленосителям вводят нетоксичный HER2-специфический модуль DARPin-Barnase. После накопления в опухоли и выведения из организма несвязавшегося с целевым рецептором адресного модуля (~ 10 ч) вводится второй, цитотоксический компонент  барстар, конъюгированный с липосомами, загруженными псевдотоксином. Благодаря высокому сродству барназы и барстар, происходит быстрое и точное соединение in vivo двух модулей – адресного и цитотоксического, что приводит к уничтожению раковых клеток.

Команда ученых из Лаборатории молекулярной иммунологии ИБХ РАН и НПП «Питомник лабораторных животных» совместно с коллегами из других российских институтов впервые предложила использование пары барназа-барстар (константа диссоциации этих двух белков равна 10-14 М) в качестве «молекулярного клея» для высокоселективного взаимодействия нацеливающего и цитотоксического компонентов в живом организме. Нацеливание на опухоль осуществлялось с использованием скаффолдного белка DARPin_9-29, специфичного к рецептору 2 эпидермального фактора роста человека (HER2). Также адресный модуль содержал в своем составе барназу, которая обеспечивала высокоточное взаимодействие с цитотоксическим компонентом – барстаром, конъюгированным с внешней поверхностью липосом, нагруженных псевдомонадным токсином.

Используя метод биоимиджинга in vivo было установлено, что данная система полностью функциональна в организме животного: опосредованное адресным скаффолдом DARPin происходит высокоточное нацеливание на опухоль барназы, которая, в свою очередь, взаимодействуя с барстаром, обеспечивает нацеливание на опухоль цитотоксического компонента. Было установлено, что разработанная система обладает противоопухолевым действием, вызывая ингибирование роста первичных опухолей и отдаленных метастазов у экспериментальных животных.

Полученные результаты показывают, что разработанная система претаргетинга, сочетающая адресный модуль DARPin и молекулярную пару барназа*барстар, имеет большой потенциал для разработки новых эффективных лекарств в доклинических исследованиях. Работа опубликована в журнале Journal of Controlled Release.

Source:  ИБХ РАН

News article organizations

News article publications

Read also

Пептиды с некодирующих РНК могут стать основой противоопухолевых вакцин
Эти молекулы входят в состав белкового комплекса, на который, в случае нарушений, могут реагировать Т-лимфоциты, однако при раке их активность блокируется. Авторы работы не только придумали, как вернуть их в строй, но и создали на их основе персонифицированную вакцину
Genomics
Immunology
New techniques
Oncology
Pharmacy
1 March 2023
Предложен новый способ получения белка-усилителя вакцин
Он широко используется в получении вакцин как в качестве антигена, на который реагирует иммунная система, так и носителя для антигенных полисахаридов бактерий
Bioengineering
Immunology
Microbiology
Pharmacy
27 February 2023
Профилактический РНК-препарат защитил мышей от ботулотоксина
Авторы вводили животным мРНК, на основе которых их организм сам синтезировал антитела к ботулотоксину, а через несколько часов вкалывали летальные дозы самого яда. Все мыши остались живы и эффект от такой «прививки» сохранялся двое суток
Immunology
Molecular Biology
Nanomedicine
22 February 2023
Ингибитор ферментов улучшил состояние грызунов с остеоартритом
Московские ученые представили результаты доклинических испытаний препарата-ингибитора ферментов, который помог остановить разрушение костей и суставов при остеоартрите
Biochemistry
Molecular Biology
Pharmacology
Pharmacy
7 December 2021
Молекула, блокирующая коронавирус
В лаборатории биомедицинской химии ФИЦ Биотехнологии РАН разработали молекулу PDSTP, которая блокирует связывание вируса и клетки хозяина, что приводит к прерыванию жизненного цикла вируса и прекращению его репликации.
Biotechnology
Drug Design
Molecular Biology
Pharmacy
18 November 2021
Исследованы кишечные бактерии, мешающие иммунной системе бороться с раком кожи
Ученые выяснили, что в зависимости от того, какие бактерии населяют кишечник человека, его иммунная система по-разному реагирует на иммунотерапию при раке кожи. Так, если в микрофлоре большинство бактерий склонны к «альтруизму» — то есть они делятся с хозяином витаминами, аминокислотами и другими полезными веществами, — иммунотерапия поможет больному победить рак. Если же микроорганизмы, наоборот, «эгоистично» поглощают такие соединения, придется искать другие методы лечения. Открытие поможет индивидуально прогнозировать эффективность иммунотерапии для каждого пациента.
Bacteriology
Cancer Research
Immunology
24 March 2024