Argiope amoena oder Gelbe Kreuzspinne. Ramakrishna Bhat/iStock
Starke und flexible Spinnenseide ist eines der erstaunlichsten Materialien in der Natur.
Aufgrund seiner außergewöhnlichen Eigenschaften hat es seinen Weg in die medizinische Forschung gefunden, die von der Gentherapie bis zur rekonstruktiven Chirurgie reicht.
Jetzt, ein Team von Wissenschaftlern des Karolinska Institutet KI in Schwedenhat eine andere Verwendung für das Material entdeckt: Stabilisierung und Verstärkung von p53, einem krebszerstörenden Protein.
Das p53-Protein schützt unsere Zellen vor Krebs; es wird jedoch in der Zelle schnell abgebaut. Durch die Zugabe von Spinnenseidenprotein zu p53 konnten die Forscher es stabiler und wirksamer machen und effektiv demonstrieren, dass es entwicklungsfähig istein Protein, das stabiler ist und Krebszellen zerstören kann.
p53-Protein: „Der Wächter des Genoms“
Die KI-Krebsforscher untersuchten, wie p53 sowie das p53-Gen, das es kodiert, die Krebsentwicklung beeinflussen. Dieses Protein überwacht im Wesentlichen die Zellteilung und stoppt sie, wenn es einen DNA-Schaden oder eine Mutation erkennt. Dies verhindert, dass beschädigte Zellen krebsartig werden.
Es spielt eine so wichtige Rolle, dass Mutationen oder andere Arten von Fehlfunktionen im p53-Gen mit der Hälfte aller Krebsarten in Verbindung gebracht wurden. Dies macht es zu einer der am weitesten verbreiteten genetischen Veränderungen bei Krebs und zu einem entscheidenden Schwerpunkt für Forscherfür neuartige Behandlungen.
Allerdings hat das Protein p53 einige Mängel.
„Das Problem ist, dass Zellen nur kleine Mengen von p53 produzieren und es dann schnell abbauen, da es sich um ein sehr großes und ungeordnetes Protein handelt“, sagte Studienautor Michael Landdreh, in einer Pressemitteilung.
Krebsforschung trifft auf Spinnenseide
Um die Lösung für dieses Problem zu finden, haben die Forscher mit Experten der Abteilung für Biowissenschaften und Ernährung des KI zusammengearbeitet und untersucht, ob die Natur einige Erkenntnisse liefern könnte, da sie sich von der Art und Weise inspirieren ließen, wie die Natur stabile Proteine herstellt.
Nach Recherchen entschieden sich die Forscher für die Verwendung von Spinnenseidenprotein zur Stabilisierung von p53 seit Spinnenseide besteht aus langen Ketten hochstabiler Proteine, sowie eines der stärksten Polymere der Natur.
Ein kleiner Abschnitt eines synthetischen Spinnenseidenproteins wurde mit einem menschlichen p53 verbunden, was laut Studie zu einem Spinnenseiden-p53-Fusionsprotein führte.veröffentlicht in der ZeitschriftStruktur. Als die Forscher dieses chimäre Protein in vitro in Zellen einführten, sahen sie, dass diese Zellen begannen, es in großen Mengen zu erzeugen, wobei sich das Protein als stabiler als herkömmliches p53 und mit größeren krebstötenden Eigenschaften erwies.
Die Forscher konnten herausfinden, warum die Zugabe des Spinnenseidenproteins diese Ergebnisse hatte. Sie glauben, dass es die Struktur der ungeordneten Teile des p53-Proteins wiederherstellt, aber die Struktur des neuartigen Proteins und seine Auswirkungen auf gesunde Zellen müssen weiter untersucht werden.
„Die Schaffung einer stabileren Variante von p53 in Zellen ist ein vielversprechender Ansatz für die Krebstherapie, und jetzt haben wir ein Werkzeug dafür, das es wert ist, erforscht zu werden“, sagte Co-Autor und Seniorprofessor Sir David Lane. „Wir hoffen, dass wir es schließlich entwickeln könnenein mRNA-basierter Krebsimpfstoff, aber vorher müssen wir wissen, wie das Protein in den Zellen gehandhabt wird und ob große Mengen davon toxisch sein können."