Новый полимер может улучшить белковые препараты
Биоинженеры из Университета Дьюка разработали новый метод присоединения крупной защитной полимерной молекулы к белку, который значительно улучшает свойства белковых препаратов.
Проблема существующих методов
Немодифицированные белки, вводимые в кровь, быстро распознаются и разрушаются организмом. Для их защиты производители лекарств присоединяют полимер полиэтиленгликоль (PEG). Однако этот подход имеет недостатки:
- Эффективность соединения составляет всего 10–20%, что ведет к потере дорогого сырья.
- Связь между молекулами происходит во многих местах белка, что делает конечный продукт плохо определенным.
Новый подход
Вместо соединения двух готовых молекул исследователи во главе с профессором Ашутoшем Чилкoти (Ashutosh Chilkoti) выращивали полимер непосредственно из белка:
- В качестве «якоря» использовался специфичный участок белка — N-конец, который есть у каждого белка.
- С этого уникального сайта выращивался полимер, отличный от PEG, но столь же или даже более эффективный.
Этот метод повысил эффективность получения конъюгата более чем на 70% и обеспечил получение чистого, хорошо определенного продукта.
Результаты испытаний
В экспериментах на мышах сравнивали поведение белка миоглобина, созданного по новой и традиционной методике:
- Обычный миоглобин: период полувыведения — 3 минуты, полное выведение — за 2 часа.
- Новый конъюгат: период полувыведения был в 40 раз больше, а время циркуляции в организме составило 18 часов.
Преимущества и перспективы
- Биоразлагаемость: новый полимер со временем естественным образом распадается в организме, что потенциально позволяет создавать еще более крупные и эффективные конъюгаты.
- Широкая применимость: метод должен быть применим ко многим белкам, так как использует универсальный N-конец.
- Планы: исследователи намерены применить свою разработку к существующим белковым терапиям (например, для лечения рака и диабета), чтобы повысить их эффективность и снизить токсичность.
Результаты работы опубликованы в онлайн-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.