Генетическая цепь создает механизмы, необходимые для производства соединения, которое ингибирует белок, который играет важную и решающую роль в росте и выживании раковых клеток. Это приводит к тому, что раковые клетки не могут выжить в микроокружении опухоли с низким содержанием кислорода и питательных веществ.
По мере того, как опухоли развиваются и растут, они быстро превосходят снабжение кислородом, доставляемым существующими кровеносными сосудами. Это приводит к тому, что раковые клетки должны адаптироваться к среде с низким содержанием кислорода.
Чтобы позволить им выживать, адаптироваться и расти в условиях с низким содержанием кислорода или «гипоксических» средах, опухоли содержат повышенные уровни белка, называемого фактором, индуцируемым гипоксией 1 (HIF-1). HIF-1 определяет пониженный уровень кислорода и запускает множество изменений в клеточных функциях, включая изменение метаболизма и отправку сигналов для образования новых кровеносных сосудов. Считается, что опухоли в первую очередь нарушают функцию этого белка (HIF-1) для выживания и роста.Профессор Али Тавассоли, который вместе с коллегой доктором Ишной Мистри руководил исследованием, объясняет: «Чтобы лучше понять роль HIF-1 в развитии рака и продемонстрировать потенциал ингибирования этого белка в терапии рака, мы создали человека. линия клеток с дополнительной генетической цепью, которая производит молекулу, ингибирующую HIF-1, при помещении в гипоксическую среду.
«Мы смогли показать, что сконструированные клетки производят ингибитор HIF-1, и эта молекула продолжает ингибировать функцию HIF-1 в клетках, ограничивая способность этих клеток выживать и расти в среде с ограниченным питанием, поскольку ожидал.«В более широком смысле мы дали этим сконструированным клеткам способность сопротивляться — останавливать функционирование ключевого белка в раковых клетках.
Это открывает возможность для производства и использования сигнальных цепей, которые производят другие биоактивные соединения в раковых клетках. реакция на экологические или клеточные изменения для борьбы с целым рядом заболеваний, включая рак ».Генетическая цепь встроена в хромосому линии клеток человека, которая кодирует белковый аппарат, необходимый для продукции их ингибитора циклического пептида HIF-1. Продукция ингибитора HIF-1 происходит в ответ на гипоксию в этих клетках.
Исследовательская группа продемонстрировала, что даже при производстве непосредственно в клетках эта молекула все еще препятствует передаче сигналов HIF-1 и связанной с этим адаптации к гипоксии в этих клетках.Следующим шагом для исследователей является демонстрация жизнеспособности этого подхода к производству и доставке противораковой молекулы во всей системе модели опухоли.
Профессор Тавассоли добавляет: «Основное применение этой работы состоит в том, что она устраняет необходимость в синтезе нашего ингибитора, так что биологи, проводящие исследования функции HIF, могут легко получить доступ к нашей молекуле и, надеюсь, узнать больше о роли HIF-1 в раке. Это также позволит нам понять, достаточно ли одного ингибирования функции HIF-1 для блокирования роста рака в соответствующих моделях.
Другой интересный аспект работы заключается в том, что она демонстрирует возможность добавления нового механизма в человеческие клетки, чтобы они могли производить терапевтические агенты. в ответ на сигналы болезни ".Исследование, которое финансировалось Cancer Research UK и Советом по исследованиям в области инженерных и физических наук, опубликовано в журнале ACS Synthetic Biology.