Biólogos algas engenheiro para fazer droga 'designer' complexo anti-câncer.
Chlamydomonas reinhardtii, uma alga verde usado amplamente em laboratórios de biologia, pode produzir muitos tipos de proteínas "designer" (crédito: Nathan Schoepp / Universidade da Califórnia - San Diego)
Biólogos da Universidade da Califórnia San Diego conseguiram algas de engenharia genética para produzir o que tem sido um complexo e caro droga terapêutica humana usado para tratar o câncer.
A sua realização abre a porta para fazer estas e outras "designer" proteínas em quantidades maiores e muito mais barato do que agora pode ser feita a partir de células de mamíferos.
"Porque nós podemos fazer a mesma droga em algas, temos a oportunidade de reduzir o preço para baixo drasticamente", disse Stephen Mayfield, professor de biologia na Universidade da Califórnia em San Diego e diretor do Centro de San Diego para a Biotecnologia de Algas (SD- CAB), um consórcio de instituições de pesquisa que também está trabalhando para desenvolver novos biocombustíveis a partir de algas.
O seu método poderia até ser usado para fazer novas drogas de complexos que podem ser utilizados para tratar o cancro ou outras doenças humanas em novas formas.
"Você não pode fazer essas drogas em bactérias, porque as bactérias são capazes de dobrar essas proteínas para esses complexos, formas tridimensionais", disse Mayfield. "E você não pode fazer essas proteínas em células de mamíferos porque a toxina iria matá-los."
O avanço é o resultado de sete anos de trabalho no laboratório de Mayfield para demonstrar que reinhardtii Chlamydomonas, uma alga verde usado amplamente em laboratórios de biologia como um organismo modelo genético, podem produzir uma grande variedade de proteínas humanas terapêuticas em maior quantidade e bactérias mais barato do que ou células de mamíferos.
Em maio deste ano, o grupo Mayfield trabalhando com outra equipe dirigida por Joseph Vinetz da Escola UC San Diego de Medicina, as algas de engenharia para produzir uma proteína ainda mais complexo - um novo tipo de vacina que experimentos preliminares sugerem poderia proteger milhões de pessoas contra a malária .
"O que o desenvolvimento da vacina da malária nos mostrou que as algas possam produzir proteínas que foram realmente estruturas complexas, contendo muitas ligações dissulfureto que ainda se dobram sobre as correctas estruturas tridimensionais", disse Mayfield. "Anticorpos foram as primeiras proteínas sofisticados que fizemos. Mas a vacina da malária é complexo, com pontes dissulfeto que são bastante incomuns. Portanto, uma vez que nós fizemos, estávamos convencidos de que poderíamos fazer qualquer coisa em algas. "
Na sua mais recente desenvolvimento, os cientistas geneticamente algas para produzir um complexo de proteína tridimensional com dois "domínios" - um dos quais contém um anticorpo, o que pode, em casa e no se ligam a uma célula de cancro e outro domínio, que contém uma toxina que mata as células cancerosas encadernados. Tal "proteínas de fusão" são presentemente criados por companhias farmacêuticas em um processo complexo, em duas etapas, em primeiro lugar o desenvolvimento do anticorpo de domínio em um hamster chinês, CHO ou, célula. O anticorpo é purificado, e depois quimicamente ligado a uma toxina para fora da célula. Em seguida, a proteína final é re-purificado.
"Podemos encadear quatro ou cinco domínios e produzir uma proteína designer em algas com múltiplas funções que não existem na natureza? Eu acho que nós podemos? ", Acrescentou. "Suponha Quero par uma proteína receptora com uma série de proteínas activadoras de modo que pudesse estimular a produção de osso ou a produção de neurónios? Em algum ponto, você pode começar a pensar sobre a medicina da mesma forma que pensamos sobre a montagem de um computador, que combina diferentes módulos com fins específicos. Nós podemos produzir uma proteína que tem um domínio que tem como alvo o tipo de célula que você deseja impactar, e outro domínio que especifica o que você deseja que a célula a fazer. "
O projeto de pesquisa foi suportada por concessões do National Science Foundation e da Fundação Família Skaggs.
Biólogos da Universidade da Califórnia San Diego conseguiram algas de engenharia genética para produzir o que tem sido um complexo e caro droga terapêutica humana usado para tratar o câncer.
A sua realização abre a porta para fazer estas e outras "designer" proteínas em quantidades maiores e muito mais barato do que agora pode ser feita a partir de células de mamíferos.
"Porque nós podemos fazer a mesma droga em algas, temos a oportunidade de reduzir o preço para baixo drasticamente", disse Stephen Mayfield, professor de biologia na Universidade da Califórnia em San Diego e diretor do Centro de San Diego para a Biotecnologia de Algas (SD- CAB), um consórcio de instituições de pesquisa que também está trabalhando para desenvolver novos biocombustíveis a partir de algas.
O seu método poderia até ser usado para fazer novas drogas de complexos que podem ser utilizados para tratar o cancro ou outras doenças humanas em novas formas.
"Você não pode fazer essas drogas em bactérias, porque as bactérias são capazes de dobrar essas proteínas para esses complexos, formas tridimensionais", disse Mayfield. "E você não pode fazer essas proteínas em células de mamíferos porque a toxina iria matá-los."
O avanço é o resultado de sete anos de trabalho no laboratório de Mayfield para demonstrar que reinhardtii Chlamydomonas, uma alga verde usado amplamente em laboratórios de biologia como um organismo modelo genético, podem produzir uma grande variedade de proteínas humanas terapêuticas em maior quantidade e bactérias mais barato do que ou células de mamíferos.
Em maio deste ano, o grupo Mayfield trabalhando com outra equipe dirigida por Joseph Vinetz da Escola UC San Diego de Medicina, as algas de engenharia para produzir uma proteína ainda mais complexo - um novo tipo de vacina que experimentos preliminares sugerem poderia proteger milhões de pessoas contra a malária .
"O que o desenvolvimento da vacina da malária nos mostrou que as algas possam produzir proteínas que foram realmente estruturas complexas, contendo muitas ligações dissulfureto que ainda se dobram sobre as correctas estruturas tridimensionais", disse Mayfield. "Anticorpos foram as primeiras proteínas sofisticados que fizemos. Mas a vacina da malária é complexo, com pontes dissulfeto que são bastante incomuns. Portanto, uma vez que nós fizemos, estávamos convencidos de que poderíamos fazer qualquer coisa em algas. "
Na sua mais recente desenvolvimento, os cientistas geneticamente algas para produzir um complexo de proteína tridimensional com dois "domínios" - um dos quais contém um anticorpo, o que pode, em casa e no se ligam a uma célula de cancro e outro domínio, que contém uma toxina que mata as células cancerosas encadernados. Tal "proteínas de fusão" são presentemente criados por companhias farmacêuticas em um processo complexo, em duas etapas, em primeiro lugar o desenvolvimento do anticorpo de domínio em um hamster chinês, CHO ou, célula. O anticorpo é purificado, e depois quimicamente ligado a uma toxina para fora da célula. Em seguida, a proteína final é re-purificado.
"Podemos encadear quatro ou cinco domínios e produzir uma proteína designer em algas com múltiplas funções que não existem na natureza? Eu acho que nós podemos? ", Acrescentou. "Suponha Quero par uma proteína receptora com uma série de proteínas activadoras de modo que pudesse estimular a produção de osso ou a produção de neurónios? Em algum ponto, você pode começar a pensar sobre a medicina da mesma forma que pensamos sobre a montagem de um computador, que combina diferentes módulos com fins específicos. Nós podemos produzir uma proteína que tem um domínio que tem como alvo o tipo de célula que você deseja impactar, e outro domínio que especifica o que você deseja que a célula a fazer. "
O projeto de pesquisa foi suportada por concessões do National Science Foundation e da Fundação Família Skaggs.
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