Brasiliansk vesp toksin dræber kræftceller

Giften af ​​en brasiliansk hveps, Polybia paulista, indeholder et stærkt toksin, der dræber kræftceller uden at beskadige sunde celler. Nu har en gruppe forskere fra Paulista State University (UNESP) og University of Leeds, England, opdaget nøjagtigt, hvordan toksinet, kaldet MP1, udelukkende kan åbne huller i kræftceller og ødelægge dem.

Undersøgelsen, der blev offentliggjort tirsdag i tidsskriftet Biophysical Journal, kunne inspirere til oprettelsen af ​​en hidtil uset klasse kræftlægemidler, sagde forskerne. Ifølge en af ​​undersøgelsens forfattere, Paul Beales fra det engelske universitet, påvirker MP1-toksinet ikke normale celler, men interagerer med lipider - fedtmolekyler - som kun er unormalt fordelt på overfladen af ​​kræftceller. Ved kontakt med membranen i disse celler åbner toksinet huller, gennem hvilke undslipsmolekyler, der er essentielle for dets drift.

"Cancerterapier, der angriber cellemembranlipidsammensætningen, ville være en helt ny klasse af antitumormedicin. Dette kan være nyttigt til udviklingen af ​​nye kombinerede terapier, hvor flere lægemidler bruges til at behandle kræft ved at angribe forskellige dele af deres celler samtidig, "sagde Beales.

Ifølge en anden af ​​forfatterne, João Ruggiero Neto, fra Unesps fysikafdeling i São José do Rio Preto, blev Polybia paulista opdaget og beskrevet af professor Mário Palma fra Unesp de Rio Claro. Forskere havde allerede undersøgt MP1-toksinet og vidste, at det virkede mod sygdomsfremkaldende mikrober ved at ødelægge bakteriecellemembranen. Undersøgelser afslørede senere, at toksinet lover at beskytte mennesker mod kræft og har evnen til at hæmme væksten af ​​prostata- og blære-tumorceller samt lægemiddelresistente leukæmiceller.

Indtil nu var det imidlertid ikke kendt, hvordan MP1 er i stand til selektivt at ødelægge tumorceller uden at skade raske celler. ”Da vi beskrev dette hveps gifttoksin i 2009, har vi vidst, at det indeholder peptider med en stærk antibakteriel egenskab, der fungerer som et potent antibiotikum.

Senere begyndte koreanske og kinesiske forskere at arbejde med disse peptider på kræftceller, og vi gik for at studere deres virkning på leukæmi-lymfocytter, ”fortalte Neto til avisen Estado de S. Paulo.

mekanisme

Unesp-gruppen bekræftede derefter, at toksinerne var ekstremt selektive, idet de kun erkendte leukæmiske lymfocytter, ikke sunde. De begyndte at mistænke, at forklaringen på denne selektivitet havde at gøre med de unikke egenskaber ved kræftcellemembraner. "Vi gik for at undersøge mekanismen, " sagde Neto. Ifølge ham, i raske cellemembraner, er de phospholipider, der kaldes PS og PE, placeret på den indre membran, vendt inde i cellen. Men i kræftceller er PS og PE indlejret i den ydre membran, mod miljøet omkring cellen. Forskerne testede deres teori ved at oprette modelmembraner indeholdende PE og PS og udsætte dem for MP1. De brugte en lang række biofysiske og billeddannelsesteknikker til at karakterisere de destruktive virkninger af MP1 på membraner.

Resultatet var slående: tilstedeværelsen af ​​PS steg med 7 til 8 gange mængden af ​​membranbundet MP1. Tilstedeværelsen af ​​PE på den anden side øgede MP1's evne til hurtigt at skade membranen og øgede hulstørrelsen med 20 til 30 gange. "Dannet i løbet af få sekunder er disse porer store nok til at tillade lækage af kritiske cellemolekyler såsom RNA og proteiner. Den dramatiske forøgelse af toksininduceret permeabilisering i nærvær af PE og porestørrelsen i disse membraner var overraskende." sagde Neto.

potentiale

I fremtidige undersøgelser planlægger forskere at ændre aminosyresekvensen i MP1 for at undersøge, hvordan toksinstrukturen relaterer til dens funktion for at forbedre dens selektivitet og styrke til kliniske formål. Ifølge Beale vil forståelse af virkningsmekanismen for dette toksin hjælpe translationelle studier - det vil sige klinisk anvendt videnskabelig forskning - til at vurdere dets potentiale til brug i medicin i fremtiden. "Som det er vist på laboratoriet, at toksinet er selektivt for kræftceller og ikke toksisk for normale celler, har det potentialet til at være sikkert. Men mere arbejde vil være nødvendigt for at bevise dette, " sagde Beale.

Af Fábio de Castro - Sao Paulo