Finansowany ze środków unijnych zespół niemieckich i włoskich naukowców opracował peptydy oddziałujące na powierzchnię międzyfazową białko-białko enzymu, odgrywającą kluczową rolę w syntezie DNA, która ma zasadnicze znaczenie w rozwoju nowotworu.

Dzięki wsparciu w wysokości 1.902.150 EUR w ramach projektu LIGHTS (Małe ligandy ingerujące w syntazę tymidylanową w tworzeniu się dimera jako nowe narzędzia do opracowywania środków przeciw nowotworowi jajników) z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR), naukowcy stworzyli peptydy, które oddziałują poprzez nowy mechanizm inhibicyjny i ograniczają rozwój nowotworu w lekoopornych komórkach nowotworowych jajników.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie PNAS naukowcy wyrażają nadzieję, że wyniki ich badań w znacznym stopniu pomogą około 200.000 kobiet na świecie, u których co roku diagnozowany jest nowotwór jajników.

W krajach rozwiniętych nowotwór jajników jest piątą najczęstszą przyczyną zgonów powiązanych z nowotworami wśród kobiet. Niestety utrzymuje się wysoki wskaźnik śmiertelności kobiet chorych na nowotwór jajników z powodu późnej diagnozy i szybkiego tempa nabywania lekooporności. Chociaż kilka istotnych klinicznie leków przeciwnowotworowych, które są powszechnie wykorzystywane w chemioterapii hamuje syntazę tymidylanową enzymu odgrywającego kluczową rolę w syntezie DNA, to wiążą się one jednak z lekoopornością. A zatem potrzebne są nowe związki chemiczne o odmiennych mechanizmach inhibicyjnych.

Zdaniem niemieckich i włoskich naukowców rozwiązaniem są oktapeptydy - peptydy obierające za cel właśnie powierzchnię międzyfazową białko-białko syntazy tymidylanowej, która składa się z dwóch identycznych łańcuchów polipeptydów. Peptydy stabilizują nieaktywną formę enzymu, wykazują nowy mechanizm inhibicyjny enzymów homodimerycznych oraz hamują rozwój komórek w liniach komórkowych nowotworów lekowrażliwych i lekoopornych.

Naukowcy odkryli kilka peptydów, które hamują syntazę tymidylanową poprzez modulowanie interakcji białko-białko. Współautorka raportu z badań, Maria Paola Costi z Uniwersytetu w Modenie i Reggio Emilia we Włoszech wyjaśnia: "Peptydy posiadają sekwencje powierzchni międzyfazowej białko-białko enzymu i hamują ją poprzez wiązanie się z wcześniej nieznanym allosterycznym miejscem wiązania - tj. miejscem innym niż aktywne miejsce białka - na powierzchni międzyfazowej białko-białko."

Zespół wykorzystał zarówno podejście doświadczalne, jak i obliczeniowe, aby wykazać, że mechanizm inhibicyjny polegający na stabilizacji nieaktywnej formy białka katalitycznego różni się od inhibitorów powierzchni międzyfazowej białko-białko, o których informowano do tej pory.

W odróżnieniu od istniejących leków ukierunkowanych na syntazę tymidylanową, peptydy te hamują wewnątrzkomórkową syntazę tymidylanową i rozwój komórek bez doprowadzania do podwyższenia poziomu białka syntazy tymidylanowej przy podawaniu do komórek nowotworu jajników. "Obserwacja ta wskazuje na potencjalną wartość tych peptydów w przezwyciężaniu problemów lekooporności, aczkolwiek skutki komórkowe wymagają jeszcze pełnego zbadania" - zauważa współautorka, Rebecca Wade z Heidelberskiego Instytutu Badań Teoretycznych.

Badania zostały przeprowadzone pod kierunkiem Uniwersytetu w Modenie i Reggio Emilia we Włoszech oraz Heidelberskiego Instytutu Badań Teoretycznych w Niemczech. Pozostałe organizacje zaangażowane w prace to uczelnie włoskie ze Sieny, Mediolanu i Ferrary.

Głównym celem projektu LIGHTS, realizowanego w latach 2006-2010, było bezpośrednie powstrzymanie rozwoju nowotworu i nabywania lekooporności w toku leczenia za pomocą leków z grupy pochodnych platyny, poprzez hamowanie funkcji regulatorowej białka monomerycznego TS za pośrednictwem zakłóceń komórkowych niewielkich molekuł. W skład konsorcjum weszły zarówno instytucje badawcze, jak i małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP) z Francji, Niemiec, USA, Wlk. Brytanii i Włoch.

Referencje dokumentu: Cardinal, D., et al. (2011) Protein-protein interface-binding peptides inhibit the cancer therapy target human thymidylate synthase. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.1104829108.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS