211service.com
Plastantistoffer bekæmper toksiner
For første gang har forskere vist, at et ikke-biologisk molekyle kaldet et plastisk antistof kan fungere ligesom et naturligt antistof. I dyreforsøg binder plastikpartiklerne sig til og neutraliserer et giftstof, der findes i bistik; toksinet og antistoffet bliver derefter renset til leveren, den samme vej som naturlige antistoffer. Forskere udvikler nu plastikantistoffer til en bredere vifte af sygdomsmål i håb om at udvide tilgængeligheden af antistofterapier, som i øjeblikket er meget dyre.
Giftigt mål: Toksinet melittin, mærket lilla i disse fluorescerende billeder, spredes gennem hele kroppen af en ubehandlet mus, vist forneden. Musen øverst er blevet injiceret med et kunstigt antistof, også fluorescerende mærket, som binder sig til toksinet og fører det til leveren. Spredningen af toksinet i hele den behandlede muss krop er også mere begrænset, hvorfor mindre af dens krop fremstår lilla på dette billede.
I mere end 20 år har biokemikere forsøgt at efterligne antistoffers evne til at nulstille deres mål, som en del af en strategi for at gøre mere effektiv og billigere terapi og diagnostik. Selvom antistoffer produceres i industriel skala i dag, fordi de er så vigtige, er omkostningerne meget, meget høje, siger Kenneth Shea , professor i kemi ved University of California, Irvine. Det skyldes, at der dyrkes antistoffer i dyr; de er komplekse molekyler, der ikke kan laves i et reagensglas eller endda af bakterier. Og antistoffer er ligesom andre proteiner meget skrøbelige. Selv under køl holder de kun måneder. Spørgsmålet, Shea og andre har stillet i 20 år, siger han, er, om det ville være muligt at designe dem fra billige, abiotiske udgangsmaterialer? Sådanne plastikantistoffer kunne laves billigt og så ligge på hylden i teorien i årevis.
I 2008 demonstrerede Sheas gruppe, der arbejdede med forskere fra Tokyo Institute of Technology, for første gang, at plastikantistoffer fremstillet ved hjælp af en teknik kaldet molekylær prægning kunne binde sig til et mål lige så stærkt og specifikt som naturlige antistoffer. Molekylær prægning involverer syntetisering af en polymer i nærvær af et målmolekyle. Polymeren vokser omkring målet og præger det med målets form. Det er analogt med at lave en gipsafstøbning af ens hånd, siger Shea.
Når man ser på egenskaberne af naturlige antistoffer, skræddersyede Sheas gruppe metoden til fremstilling af polymerer, der mere specifikt retter sig mod store proteiner i biologiske opløsninger. Antistoffer og deres mål passer sammen som en nøgle i en lås eller som en hånd i en gipsafstøbning. Men de er også bundet til deres mål af kemi og tiltrukket af elektriske interaktioner. Sheas metoder involverer at se på egenskaberne af målmolekylet og udvælge udgangsmaterialer, der har en affinitet for det mål - i dette tilfælde proteinet melittin, giftstoffet i bistik. Samtidig screener metoden for udgangsmaterialer, der ikke tiltrækkes af andre, mere almindelige blodproteiner. Og gruppen sørgede for at gøre plastikantistoffet mindre end tidligere molekylært prægede polymerer, som var for store til at blive genkendt af kroppen.
Sheas plastikantistof rettet mod melittin klarede sig godt i reagensglas, men der var stadig en vis skepsis, om det ville virke i kroppens komplekse miljø. Denne måned i Journal of the American Chemical Society , beskriver forskere fra University of California lovende undersøgelser i mus. Forskerne knyttet forskellige fluorescerende billeddiagnostiske prober til melittin og til plastikantistoffet, injicerede dem i musene og så, hvad der skete i realtid. Fordi proberne havde to forskellige farver, var forskerne i stand til at se, da polymeren nåede sit mål in vivo, og da de to derefter blev renset til leveren. Hos mus, der kun fik toksinet og ikke modgiften, var musenes symptomer meget værre, og toksinet var mere udbredt i hele kroppen.
De viser, at disse materialer er biokompatible og virkelig fungerer som antistoffer - det er lidt overraskende, siger Ken Shimizu , professor i biokemi ved University of South Carolina. Forskere havde mistanke om, at kroppen måske ikke genkendte plastikpartiklerne som antistoffer, og at de dermed ville være ineffektive, eller at de kunne blive tygget sammen med andre partikler i den komplekse blanding, som er blodbanen.
Shea fortæller, at han er blevet kontaktet af flere medicinalfirmaer, der er interesserede i at se, hvordan arbejdet udvikler sig. David Spivak , professor i kemi ved Louisiana State University, er enig i, at metoden er en generel strategi, der vil virke igen og igen. Disse partikler har enorme fordele i form af stabilitet og lave omkostninger, siger Spivak. Jeg håber bare, at dette arbejde er reproducerbart til mange forskellige mål.
De californiske forskere udviklede deres prægningsmetoder ved hjælp af melittin, fordi det er relativt billigt og nemt at få fat i, og det er en god repræsentant for en klasse af små proteintoksiner, hvoraf nogle er meget mere dødelige. Vores næste skridt er at forfølge mere alvorlige toksiner, siger Shea.