Toksyna osy brazylijskiej zabija komórki rakowe

Jad brazylijskiej osy, Polybia paulista, zawiera silną toksynę, która zabija komórki rakowe bez uszkadzania zdrowych komórek. Teraz grupa naukowców z Paulista State University (UNESP) i University of Leeds w Anglii odkryła dokładnie, w jaki sposób toksyna, zwana MP1, może wyłącznie otwierać dziury w komórkach rakowych, niszcząc je.

Naukowcy stwierdzili, że badanie opublikowane we wtorek w czasopiśmie Biophysical Journal może zainspirować do stworzenia bezprecedensowej klasy leków przeciwnowotworowych. Według jednego z autorów badania, Paula Bealesa z angielskiego uniwersytetu, toksyna MP1 nie wpływa na normalne komórki, ale oddziałuje z lipidami - cząsteczkami tłuszczu - które są anomalnie rozmieszczone tylko na powierzchni komórek rakowych. W kontakcie z błoną tych komórek toksyna otwiera dziury, przez które uciekają cząsteczki niezbędne do jej działania.

„Terapie przeciwnowotworowe atakujące kompozycję lipidową błony komórkowej byłyby zupełnie nową klasą leków przeciwnowotworowych. Może to być przydatne do opracowania nowych terapii skojarzonych, w których wiele leków stosuje się w leczeniu raka poprzez atakowanie różnych części ich komórki jednocześnie ”- powiedział Beales.

Według innego autora, João Ruggiero Neto, z Wydziału Fizyki Unespa w São José do Rio Preto, Polybia paulista została odkryta i opisana przez profesora Mário Palma z Unesp de Rio Claro. Naukowcy badali już toksynę MP1 i wiedzieli, że działa ona przeciwko drobnoustrojom chorobotwórczym poprzez niszczenie błony komórek bakteryjnych. Późniejsze badania wykazały, że toksyna obiecuje chronić ludzi przed rakiem i ma zdolność hamowania wzrostu komórek raka prostaty i pęcherza moczowego, a także opornych na leki komórek białaczki.

Do tej pory jednak nie było wiadomo, w jaki sposób MP1 jest zdolny do selektywnego niszczenia komórek nowotworowych bez uszkadzania zdrowych komórek. „Od czasu, gdy opisaliśmy truciznę tej osy w 2009 roku, wiemy, że zawiera ona peptydy o silnych właściwościach przeciwbakteryjnych, które działają jak silny antybiotyk.

MARIO PALMA / UNESP

Później koreańscy i chińscy naukowcy zaczęli pracować z tymi peptydami na komórkach rakowych i poszliśmy zbadać ich działanie na limfocyty białaczkowe ”, powiedział Neto dla gazety Estado de S. Paulo.

Mechanizm

Następnie grupa Unesp potwierdziła, że ​​toksyny były niezwykle selektywne, rozpoznając jedynie limfocyty białaczkowe, a nie zdrowe. Zaczęli podejrzewać, że wyjaśnienie tej selektywności miało związek z wyjątkowymi właściwościami błon komórek rakowych. „Poszliśmy zbadać mechanizm” - powiedział Neto. Według niego, w zdrowych błonach komórkowych fosfolipidy zwane PS i PE znajdują się na błonie wewnętrznej, skierowane do wnętrza komórki. Ale w komórkach rakowych PS i PE są osadzone w błonie zewnętrznej, skierowane w stronę otoczenia wokół komórki. Naukowcy przetestowali swoją teorię, tworząc modelowe membrany zawierające PE i PS i wystawiając je na działanie MP1. Wykorzystali szeroki zakres technik biofizycznych i obrazowych, aby scharakteryzować destrukcyjne działanie MP1 na błony.

Wynik był uderzający: obecność PS wzrosła od 7 do 8 razy więcej niż MP1 związany z błoną. Z drugiej strony obecność PE zwiększyła zdolność MP1 do szybkiego uszkodzenia membrany, zwiększając rozmiar otworu o 20 do 30 razy. „Powstałe w ciągu kilku sekund pory te są wystarczająco duże, aby umożliwić wyciek krytycznych cząsteczek komórkowych, takich jak RNA i białka. Dramatyczne zwiększenie indukowanej toksyną permeabilizacji w obecności PE i wielkości porów w tych błonach było zaskakujące”. powiedział Neto.

Potencjał

W przyszłych badaniach naukowcy planują zmienić sekwencję aminokwasową MP1 w celu zbadania, w jaki sposób struktura toksyny odnosi się do jej funkcji, w celu zwiększenia jej selektywności i siły do ​​celów klinicznych. Według Beale'a zrozumienie mechanizmu działania tej toksyny pomoże badaniom translacyjnym - czyli klinicznie stosowanym badaniom naukowym - ocenić ich potencjał do wykorzystania w medycynie w przyszłości. „Jak wykazano w laboratorium, że toksyna jest selektywna dla komórek rakowych i nietoksyczna dla normalnych komórek, może być bezpieczna. Ale potrzeba więcej pracy, aby to udowodnić” - powiedział Beale.

Autorstwa Fábio de Castro - Sao Paulo