Модифицированный белок из яда гремучей змеи позволяет создать препарат для модуляции свертывания крови

Исследователи из Бразилии и Бельгии разработали фармацевтически перспективную молекулу на основе коллинеина-1 — белка, содержащегося в яде гремучей змеи. Они использовали технику PEGилирования, чтобы сделать молекулу (теперь названную PEG-rCollinein-1) более стабильной в организме и устойчивой к иммунной системе, получив кандидата в препараты для модуляции свертывания крови.

Результаты исследования опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules.

Технология PEGилирования

Техника PEGилирования заключается в связывании полиэтиленгликоля (PEG) с молекулой-мишенью. Это уменьшает взаимодействие с иммунной системой, предотвращает образование агрегатов, снижающих эффективность действия молекулы, и увеличивает время её циркуляции в кровотоке.

«Это первый случай использования PEGилирования для животного токсина в его рекомбинантной форме [произведенной в лаборатории генетически модифицированным грибком]», — отметила Элиане Кандиани Арантес, профессор FCFRP-USP и руководитель исследования.

От яда к лекарству

Коллинеин-1, полученный из яда Crotalus durissus collilineatus, расщепляет фибриноген — белок, вырабатываемый печенью и участвующий в образовании тромбов. В яде он вызывает кровотечение у жертвы укуса. Однако в изолированном виде и малых дозах он может предотвращать образование опасных тромбов (например, вызывающих инсульт), а при местном применении, напротив, ускорять свёртывание крови в плохо заживающих ранах.

Рекомбинантное производство

Чтобы решить проблему получения достаточного количества белка, учёные клонировали ген, кодирующий коллинеин-1, и создали штамм дрожжей Pichia pastoris, производящий этот белок. Это позволяет наладить недорогое массовое производство в биореакторах, не зависящее от извлечения яда из змей.

Неожиданное противораковое действие

В ходе исследований рекомбинантный белок (rColleinin-1) неожиданно проявил активность против определённого типа калиевых каналов в клеточной линии рака молочной железы, ингибируя их активность, не затрагивая здоровые ткани (исследование 2023 года в Scientific Reports).

Однако PEGилированная версия молекулы (PEG-rCollinein-1) потеряла эту противораковую активность. «Способность бороться с раком зависит не от ферментативной активности, а от размера молекулы, которая блокирует калиевый канал. PEGилирование сделало её слишком большой для этой цели», — пояснила Джохара Болдрини-Франса, соавтор работы.

Перспективы

«Во многих случаях PEGилирование может помочь перевести молекулу из лаборатории в промышленность. Это то, что мы планируем сделать сейчас», — заключил Эрнесто Лопес Пиньейро Жуниор, первый автор статьи.