Un batterio recuperato dal compost potrebbe ridurre gli effetti collaterali dei farmaci chemioterapici
Sfruttare la potenza delle proteine per fornire farmaci
Una nuova ricerca condotta dall'Università di Sydney ha rivelato il potenziale delle proteine ingegnerizzate per veicolare con maggiore precisione i farmaci all'interno dell'organismo.
La ricerca proof-of-concept potrebbe aprire la strada allo sviluppo di una somministrazione più accurata di farmaci citotossici. Comunemente utilizzati nella chemioterapia, i farmaci uccidono le cellule e possono causare effetti collaterali significativi se non vengono somministrati nel punto esatto della malattia.
Guidato dal dottor Taylor Szyszka e dal professore associato Yu Heng Lau della Scuola di Chimica dell'Università, un team di ricercatori ha sviluppato gabbie proteiche in grado di confezionare un farmaco chemioterapico comunemente usato. I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista Angewandte Chemie International Edition.
Conosciute dai più come fonte di nutrimento, le proteine sono essenziali per la nostra esistenza in molti modi. In ogni cellula umana ci sono 42 milioni di proteine e ogni proteina comprende configurazioni variabili di 20 aminoacidi diversi. Le caratteristiche di questi aminoacidi determinano le caratteristiche e la funzione di una proteina.
"Quasi tutto ciò che accade in una cellula, dalla costruzione delle membrane protettive alla produzione di energia, richiede una proteina", ha dichiarato la dott.ssa Szyszka.
La dott.ssa Szyszka e il suo team ricercano e sviluppano gabbie proteiche, gruppi di proteine identiche legate insieme per formare un guscio sferico. Si concentrano sulle incapsuline - un sottogruppo di gabbie proteiche - che sono altamente stabili, in grado di proteggere il loro carico da aggressori esterni e di impedirne la fuga.
L'incapsulina alla base di questa ricerca è stata identificata per la prima volta, grazie a risultati separati di ricercatori statunitensi, in batteri trovati in un cumulo di compost nel 2019. Il team del dottor Szyszka ha reingegnerizzato l'incapsulina appena scoperta fondendola con un'altra proteina. Ciò ha impedito all'incapsulina di assemblarsi prima dell'aggiunta del farmaco; se ciò fosse avvenuto, l'incapsulina non sarebbe stata in grado di trattenere o trasportare i farmaci.
I ricercatori hanno quindi caricato la loro incapsulina turbo con la doxorubicina, un farmaco chemioterapico, e ne hanno innescato con successo l'assemblaggio in vitro, al di fuori di un organismo vivente.
"La doxorubicina è un farmaco fluorescente e il segnale fluorescente che abbiamo rilevato dopo il caricamento ha dimostrato che il farmaco è stato impacchettato con successo durante l'assemblaggio dell'incapsulina", ha dichiarato il dottor Szyszka.
"È una novità assoluta. Finora non era possibile per le incapsuline caricare efficacemente i farmaci. In precedenza questo poteva avvenire solo staccando le incapsuline, caricandole con un farmaco e poi riassemblandole, un processo disordinato che compromette la stabilità dell'incapsulina".
I risultati segnano le fasi preliminari dello sfruttamento delle incapsuline come nuovo e preciso meccanismo di somministrazione dei farmaci. La prossima fase di questa ricerca consiste nel continuare a ingegnerizzare le proteine dell'incapsulina in modo che possa gravitare sul suo bersaglio.
"Ora si tratta di ingegnerizzare l'esterno dell'involucro in modo che l'incapsulina che abbiamo sviluppato possa colpire cellule specifiche", ha detto la dott.ssa Szyszka. Se contiene un farmaco per il trattamento delle malattie del fegato, ad esempio, vogliamo che l'incapsulina trovi la sua strada verso le cellule epatiche".
"Abbiamo costruito la macchina, ora dobbiamo imparare a guidarla".
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