Антитела лам могут быть использованы для облегчения боли человека
В экспериментах с клетками и тканями мыши и человека исследователи медицины Джона Хопкинса говорят, что они разработали крошечные белки, называемые нанотела, полученные из антител ламы, которые потенциально могут быть использованы для доставки целевых лекарств в мышечные клетки человека. Исследователи говорят, что способность более точно нацеливаться на такие ткани может способствовать поиску более безопасных и эффективных способов облегчения боли во время операции, лечения нерегулярных сердечных ритмов и контроля судорог. Результаты экспериментов были опубликованы 21 февраля в журнале “Биологическая химия”.
Ученые не знают, почему они существуют только у некоторых видов, таких как верблюды и акулы, но с момента их открытия в 1980-х годах исследователи изучали их для использования в качестве исследовательского инструмента и системы доставки противораковых препаратов со смешанным успехом.
Зная о таких экспериментах, ученые из Университета Джона Хопкинса подозревали, что нанотела могут быть полезны в качестве инструмента для присоединения к натриевым ионным каналам клетки, которые действуют как своего рода переключатель, который может проводить химические сигналы, включающие или выключающие мышечные клетки.
В организме человека появляются девять разновидностей этих переключателей, каждый из которых специфичен для типа ткани, такой как мышца или нерв. Поскольку канальные белки имеют лишь небольшие различия между собой, большинство лекарств не могут различать их, создавая угрозу безопасности при попытке использовать их с лекарствами, такими как анестетики. Существующие лекарства, говорят исследователи, блокируют боль и успокаивают пациента, "выключая" натриевые ионные каналы в нервах и скелетных мышцах, но также могут опасно снижать частоту сердечных сокращений и нарушать сердечные ритмы.
Другие исследования, говорят ученые центра Джона Хопкинса, действительно показали, что нанотела могут быть использованы для перевозки груза, способность, которая может продвигать усилия по доставке лекарств в определенные натриевые ионные каналы, устраняя такие побочные эффекты.
“Вот почему клиницисты и фармацевтические компании заинтересованы в поиске лекарств, которые могут модулировать эти каналы — либо включать, либо выключать — отчетливо”, - говорит Сандра Габелли, доктор философии, доцент медицины в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса.
Габелли признал, что небольшой размер нанотел может позволить им связываться с областями, недоступными для более крупных молекул, таких как более крупные антитела, которые часто используются для подобных применений.
В своих экспериментах по доказательству концепции исследовательская группа Габелли проверила очень большую библиотеку из 10 миллионов нанотел, чтобы разработать их в качестве белковых биопрепаратов, которые потенциально могут различать натриевые ионные каналы в мышцах и нервах.
В сотрудничестве с Ману Бен-Джони из Колумбийского университета исследователи прикрепили к нанотелам флуоресцентную "репортерную" молекулу, которая загорается при взаимодействии с натриевым каналом. Наблюдая за свечением, исследователи обнаружили, что два нанотела, Nb17 и Nb82, прикреплены к натриевым ионным каналам, специфичным для скелетных мышц и сердечной мышцы.
Исследователи также проверили стабильность нанотел при различных температурах, что является ключевым фактором при разработке и доставке лекарств в клиники. Исследовательская группа обнаружила, что нанотела Nb17 и Nb82 устойчивы к температурам до 168,8 и 150,8 градусов по Фаренгейту соответственно, что указывает на то, что эти нанотела будут оставаться стабильными при хранении в нормальных условиях.