研究人員重新設計了一種沒有副作用的抗癌蛋白
據外媒報導,研究人員重新設計了一種沒有副作用的抗癌蛋白,這給癌症患者帶來了福音。對於患有腎癌和皮膚癌的患者來說,一種叫做白細胞介素-2(IL-2)的增強免疫蛋白可以成為一種救生劑。但是抗癌蛋白的劑量也會產生危及生命的副作用。
現在,科學家們已經利用計算機建模從零開始設計了一種新的蛋白質,它模仿IL-2的免疫增強能力,同時避免其危險的副作用。到目前為止,這種蛋白只在動物身上進行了測試,但它可能很快就會進入人體試驗。
IL-2在引導機體對外來入侵者的免疫反應中起著關鍵作用。該蛋白是一種稱為細胞因子的信號分子,通過與白細胞介素2β和白細胞介素2γ受體同時結合而提高白細胞的活性。在第三種類型的受體IL-2α存在的細胞中,IL-2與這三種受體結合在一起。在其他白細胞中,這會抑制機體的免疫反應。但它也可能發生在血管的細胞中,導致血管洩漏,這是一種潛在的致命疾病。
西雅圖華盛頓大學生物化學家DanielAdriano Silva Manzano說:“30年來,人們一直試圖改變IL-2,以使其更安全、更有效。但是IL-2是不穩定的,當它失去正常的3D形狀時就停止工作,許多突變進一步破壞了結構的穩定性。”
為了做得更好,Silva Manzano與實驗室主任David Baker以及美國、葡萄牙、西班牙和英國的同事合作,從頭開始重新製造IL-2。
他們首先研究了IL-2與所需的β和γ受體以及不受歡迎的α受體相互作用的原子圖。IL-2是一條長長的氨基酸鏈,當它折疊成活躍的3D形狀時,它形成四段扭曲成稱為α螺旋的螺旋線,這些螺旋由一系列的循環連接在一起,把它們結合在一起。在這束螺旋的底部是兩個與β和γ受體結合的位點。同時,蛋白質頂部的部分螺旋和兩個環與α受體結合。
Baker、Silva和他們的同事們了蛋白質設計軟件,叫做Rosetta,用來維持與β和γ受體的相互作用,但消除了與α受體結合的部分。羅塞塔提出了40種選擇。經過分析,研究小組合成並測試了22種蛋白質,並對其進行了優化,以提高設計蛋白的穩定性及其在結合所需受體方面的有效性。
最後,研究人員確定了一個名為neo-2/15的版本,它與IL-2的氨基酸序列只有14%。實驗室研究表明,它與β和γ受體緊密結合,但與α受體沒有緊密結合。在小鼠結腸癌和黑色素瘤模型中,該化合物減少了與α受體相關的副作用,強烈抑制腫瘤生長,甚至抑制腫瘤生長,而且消除了少數動物的腫瘤。
西雅圖弗雷德·哈欽森癌症研究中心的臨床腫瘤學家James Olson說:“他們採取的方法非常棒。”奧爾森說,如果減少人體的危險副作用,Neo-2/15可以讓醫生給病人更多的治療,更長的時間,以幫助免疫系統消滅癌症。它也可能被證明與經批准的免疫治療藥物聯合使用很有價值。
UW已經將Neo-2/15授權給西雅圖一家名為Neoleukin治療公司的初創公司,該公司正致力於將其應用於臨床試驗。該公司的研究人員正在探索抗體如何針對腫瘤而不是正常細胞,以避免引發自身免疫反應。Silva Manzano表示,他計劃加入該公司擔任研究主管。Baker補充說,一種有選擇地尋找某些受體的類似方法在增強對其他類型癌症的免疫反應以及抑制自身免疫性疾病的免疫反應方面可能是有用的。