Бактериальные наношприцы как лекарственные транспортеры

Бактерии, такие как возбудители чумы, используют специальный механизм инъекции для доставки токсичного содержимого в клетку хозяина. Исследовательская группа Стефана Раунсера из Института молекулярной физиологии Макса Планка уже детально изучила этот механизм. Теперь им удалось заменить токсин в этой наношприце на другой белок, что создает основу для использования бактериальных шприцев в качестве транспортеров лекарств.

Механизм действия

Попав в организм хозяина, бактерия вводит канал через внешнюю защитную мембрану клетки, подобно игле шприца. Содержащийся в капсуле токсичный белок инъецируется и атакует цитоскелет клетки, приводя к её гибели в течение нескольких минут. Структура этого механизма была изучена с помощью криоэлектронной микроскопии, позволяющей визуализировать трёхмерную структуру белков с почти атомарным разрешением.

Замена токсина

Исследователи нашли способ заменить токсин в бактериальном наношприце другими белками и инъецировать их в клетки. Для замены белки должны соответствовать критериям: иметь определённый размер, положительный заряд и не взаимодействовать с токсичной капсулой.

«С помощью этой техники мы сделали первый шаг к нашей конечной цели — использованию этих наношприцев в медицине для целенаправленного введения лекарств в клетки организма», — говорит Стефан Раунсер.

Перспективы в терапии

Механизм инъекции использует «троянский конь»: токсин маскируется под безопасное вещество, чтобы связаться с сенсорами на поверхности клетки.

«Мы ищем «док-станции» токсина. Как только мы найдём их и поймём, как токсин связывается с поверхностью клетки, мы сможем модифицировать механизм инъекции так, чтобы он распознавал раковые клетки. Тогда мы сможем вводить убивающий белок исключительно в опухолевые клетки. Это откроет совершенно новые возможности в онкологии с минимальными побочными эффектами», — прогнозирует Раунсер.