[bioslawek]

Milowy krok w kierunku opracowania opakowania dostarczającego leki do konkretnych celów w organizmie!

Biotechnologia robi coraz większe, zdumiewające postępy❗️ Naukowcy/ inżynierowie genetyczni opracowali klatkę złożoną z białek, we wnętrzu której, jak mają nadzieję będzie można dostarczać leki kierowane do konkretnych miejsc w organizmie. Dostarczanie leków za pośrednictwem układu pokarmowego, krwionośnego czy drogą iniekcji domięśniowych napotyka wiele przeszkód. Zanim dotrą do konkretnego celu są neutralizowane przez różne czynniki organiczne, dociera ich do miejsca przeznaczenia za dużo, lub za mało. Docierają nie tylko do celu terapii, ale też do wielu miejsc w organizmie wywołując skutki uboczne, jak np. w przypadku chemioterapii antynowotworowych, które niszczą zarówno zdrowe jak i komórki, które przeszły transformację nowotworową. Proteinowa klatka jest odporna na wysokie temperatury i stabilna. W jej projekt zostali zaangażowani bioinformatycy, którzy zajmują się przewidywaniem struktur białek jak i biotechnolodzy oraz biolodzy zajmujący się geometrią białek. Prace nad tą strukturą rozpoczęto w Japonii, a zakończono w Polsce na Uniwersytecie Jagielońskim.

"Naukowcom przy pomocy międzynarodowej współpracy udało się stworzyć „klatkę białkową” - nanoskalową strukturę, która może być wykorzystana do dostarczania leków do określonych miejsc w ciele. Klatkę można łatwo montować i demontować. Jest ona również niezwykle trwała, wytrzymuje gotowanie i inne ekstremalne warunki. Uczeni dokonali tego badając geometrie nie występujące w przyrodzie, ale przypominające „paradoksalne geometrie” znalezione w sztuce islamskiej.

Istnieją ścisłe zasady geometryczne rządzące montażem tak zwanych izoedrów. Również w naturze na poziomie molekularnym znajdują się struktury izoedryczne. Zwykle są to kompleksy białkowe, wykonane z wielu podjednostek białkowych i posiadające puste wnętrze. Klatki białkowe wykonują wiele ważnych zadań. Najbardziej znanymi przykładami są wirusy, w których klatka białkowa nazywana kapsydem pełni funkcje opakowania i zarazem nośnika wirusowego materiału genetycznego w komórkach gospodarza.

Biolodzy syntetyczni są zainteresowani wytwarzaniem sztucznych klatek białkowych w nadziei, że nadadzą im przydatne i nowe właściwości. Osiągnięcie tego celu to dwa wyzwania. Pierwszym z nich jest problem z geometrią - niektóre kandydujące białka mogą mieć wielką potencjalną użyteczność, ale są automatycznie wykluczane, ponieważ mają niewłaściwy kształt do montażu. Drugim problemem jest złożoność - większość interakcji białko-białko jest umożliwiana przez złożone sieci słabych wiązań chemicznych, które są bardzo trudne do zaprojektowania od zera. Przekładając język biochemii na bardziej dla każdego zrozumiały, poszczególne elementy klatki białkowej, jak i każdej złożonej struktury białkowej, muszą być do siebie dopasowane jak śruby do nakrętek. W przeciwnym razie się nie połączą i klatka nie powstanie. Na tej stronie można obejrzeć imponujący zbiór modeli przestrzennych różnych białek (maszyn biochemicznych). Robi wrażenie!

http://www.gettyimages.com/detail/illustration/hexameric-dna-translocation-ftsk-motor-from-human-stock-graphic/121849657

http://www.gettyimages.com/search/more-like-this/121849657?assettype=image&excludenudity=true&sort=best#license

Naukowcy znaleźli sposób na rozwiązanie obu problemów. „Udało nam się zastąpić złożone interakcje między białkami prostymi „zszywkami ” opartymi na oddziaływaniach pojedynczych atomów złota” - wyjaśnia profesor Jonathan Heddle główny autor badań. „Upraszcza to problem projektowania klatek białkowych i pozwala nam dodawać do tych struktur nowe właściwości nie występujące w biologii. Ponadto takie rozwiązanie umożliwia montaż i demontaż klatek w zależności od potrzeb.

Ominięto też problemy geometryczne. Klatka składa się z pierścieni, co w makroskali uniemożliwiłoby stworzenie takiej struktury. Dzięki naturalnym właściwościom białek, przede wszystkim elastyczności w mikroskali doskonale się to udaje!

Badacze twierdzą, że opracowanie tego kompleksu jest dużym osiągnięciem biologii syntetycznej i milowym krokiem w kierunku opracowania wektorów/ nośników, które umożliwią dostarczanie leków do konkretnych miejsc w organizmie"

ŹRÓDŁO streszczenia: http://www.riken.jp/en/pr/press/2019/20190510_2/?fbclid=IwAR1ERE5VRzGv6WFEpDGKc-wHF5ZFeknxnaWUPPWJ30lPAU73Nx9k4FpMHTw

#biotechnologia #biologiasyntetyczna #biologia #nauka #medycyna #ciekawostki