Изменение генетического кода бактерий обещает создание более долговечных лекарств

Исследователи из Техасского университета в Остине, изменяя генетический код бактерий, продемонстрировали метод повышения стабильности терапевтических белков. Этот прогресс улучшит эффективность и удобство применения лекарств, что приведёт к меньшим и более редким дозам, снижению затрат на здравоохранение и уменьшению побочных эффектов для пациентов с раком и другими заболеваниями.

Результаты опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Многие препараты, обычно используемые для лечения рака и заболеваний иммунной системы — включая инсулин, гормон роста человека, интерферон и моноклональные антитела — могут иметь короткий срок активного действия в организме человека. Это связано с тем, что эти лекарства, являющиеся белками или цепями аминокислот, содержат аминокислоту цистеин, которая образует химические связи, разрушающиеся в присутствии определённых соединений, содержащихся в клетках и крови человека.

Новый метод заменяет цистеин другой аминокислотой — селеноцистеином, который образует более прочные химические связи. Согласно исследованию, это изменение приведёт к созданию препаратов с тем же терапевтическим эффектом, но с повышенной стабильностью и, возможно, более длительным сроком жизни в организме.

Биохимики давно используют генетически модифицированные бактерии в качестве фабрик для производства терапевтических белков. Однако у бактерий есть встроенные ограничения, которые ранее мешали использовать селеноцистеин в этих терапиях. С помощью комбинации генной инженерии и направленной эволюции — когда бактерии, производящие новый белок, содержащий селеноцистеин, растут лучше, чем те, которые этого не делают — исследователям удалось перепрограммировать базовую биологию бактерий.

В этом новом исследовании команда продемонстрировала практическое применение метода, создав медицински значимые белки — включая функциональную область противоракового препарата Герцептин. Было показано, что новые белки дольше сохраняются в условиях, сходных с условиями в организме человека, по сравнению с существующими белками, содержащими цистеин.

Финансирование исследования было предоставлено Фондом Уэлча, Национальным научным фондом, Управлением армейских исследований США и Национальным институтом рака. На технологию поданы патентные заявки, а патенты были лицензированы для создания стартапа по разработке улучшенных белковых терапевтических средств.