Выбор наиболее эффективных молекул для доставки лекарств часто бывает методом проб и ошибок, но инженеры Cornell обеспечивают некоторую точность благодаря методике, которая показывает эффективность этих молекул внутри живых клеток.
Системы доставки лекарств контролируют время и место терапии, высвобождаемой из организма. Важным компонентом многих систем доставки лекарств является молекула, которая связывает антитело, которое ищет цель, такую как раковые клетки, с лекарством, предназначенным для уничтожения мишени. Линкер должен не только привязывать лекарственное средство к антителу при его перемещении в целевую клетку, он должен правильно высвобождать лекарственное средство внутри клетки, в нужном месте и в нужное время.
Биомолекулярные инженеры собирают подсказки об эффективности линкеров, тестируя их в бесклеточной среде — модельных жидкостях, которые не содержат всех сложных взаимодействий, обычно встречающихся в целых, живых клетках. Их легче изучать, но они не всегда точны, что может привести к сбою компоновщика в последующем тестировании.
Исследовательская группа во главе с Крисом Алаби, доцентом химического и биомолекулярного инжиниринга, разработала метод, который использует флуоресцентные зонды, чтобы увидеть и измерить скорость, с которой линкеры успешно выделяют лекарства в живых клетках. Исследование «Реагирующие конъюгаты антител обеспечивают количественное определение скорости деградации внутриклеточных связей» опубликовано 8 октября в журнале Cell Chemical Biology.
«Прямо сейчас фармацевтические компании создают тонну линкеров, а затем проверяют, какие функции лучше всего подходят для конкретного применения, проверяя каждое из них. Это подход с дробовиком», — сказал Алаби. «С нашей техникой они могут теперь принять обоснованное решение, основанное на фактических внутриклеточных числах, прежде чем они соединят лекарственную систему».
Зонды состоят из двух флуоресцентных красителей, которые делают друг друга невидимым, когда они связаны с антителом как часть системы доставки. Когда линкер разрушает и разворачивает красители, они становятся видимыми с помощью микроскопа, сигнализируя, что лекарство высвобождается внутри клетки.
Эти зонды были разработаны в лаборатории Алаби и предлагают инженерам точный способ измерить скорость, с которой химическая связь линкера разрывается от системы доставки, находясь внутри клетки.
«Как только мы узнаем, какое время выбрано для различных линкерных связей и клеточных процессов, мы можем сказать: « Хорошо, для препарата А, связанного с антителом В, это время, которое потребуется, поэтому, если мы хотим лечить болезнь С, мы следует использовать этот линкер », — сказал Алаби.
Чтобы продемонстрировать зонд, Алаби и его команда разработали конструкцию антитела с дисульфидным линкером, которая, как известно, хорошо работает в белке HER2, высоко ценной мишени для лечения рака молочной железы. Как только система доставки достигла белка, команда смогла надежно измерить внутриклеточные процессы, такие как кинетика и период полураспада дисульфидного линкера.
«Для биомолекулярных инженеров и компаний, которые ставят перед собой цель, мы можем … сделать процесс открытия лекарств намного быстрее, потому что теперь мы знаем кое-что о том, сколько времени потребуется, чтобы выпустить препарат» , — сказал Алаби, который надеется продемонстрировать эту технику дальше через партнерские отношения с фармацевтическими компаниями.
По словам Алаби, химические биологи могут также использовать эти зонды, чтобы узнать больше о внутриклеточных процессах, таких как специфические агенты, ответственные за расщепление линкеров.
Источник:
