Nat Chem Biol: Wissenschaftler haben das Potenzial, Proteininhibitormethoden zu überdenken und als neuartige Krebstherapie einzusetzen

Jun 05, 2023

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Heutzutage ist eine wichtige pharmakologische Hypothese, die von Wissenschaftlern aufgestellt wird, dass die Reduzierung der Proteinspiegel, die die Krankheitsentwicklung fördern, oft als vorteilhaft angesehen wird. So wird beispielsweise angenommen, dass die Hemmung des Metastasierungsaktivators BACH1 die Metastasierung von Krebs reduziert, und das Testen solcher Hypothesen erfordert Methoden, um die Proteinspiegel, die die Krankheit fördern, bei der Bestimmung des Krankheitsphänotyps genau anzupassen. Kürzlich haben Wissenschaftler von Institutionen wie der Shixi University in einem Forschungsbericht, der in der internationalen Zeitschrift Nature Chemical Biology veröffentlicht wurde, mit dem Titel „Non monone invasion landscape by noise aware control of metastasis activator levels“ einen neuen Forschungsansatz vorgeschlagen, der ihnen helfen könnte, die Spiegel des spezifischen Metastasierungsproteinsuppressors BACH1 in Zellen zu erhöhen oder zu senken. Dies könnte einen neuen Ansatz für die Krebsforschung bieten und so dazu beitragen, die Wirksamkeit von Proteininhibitoren bei der Behandlung von Krankheiten neu zu bewerten. In dem Artikel verwendeten die Forscher einen genetischen Schaltkreis, um den BACH1-Spiegel anzupassen, einen speziellen genetischen Schaltkreis, der in menschlichen Brustmetastasenzellen platziert wird.
Die biomedizinische Medizin setzt auf den Einsatz von Proteininhibitoren, basierend auf der Annahme, dass die Verringerung des Niveaus oder der Aktivität krankheitsfördernder Proteine ​​bei der Behandlung von Krebs normalerweise als vorteilhaft angesehen wird. Forscher glauben, dass bei Onkogenen, die krebsfördernde Proteine ​​produzieren, die Manipulation dieser Proteine ​​in Krebszellen durch „nur Eliminierung“ (die gängigste Methode) nicht unbedingt der beste Weg zur Entwicklung von Krebstherapien ist. Forscher fanden heraus, dass BACH1, das bei vielen Formen von metastasierendem Krebs wie Lungenkrebs und Brustkrebs stark exprimiert wird, auch als Aktivator oder Inhibitor der Invasion von dreifach negativen Brustkrebszellen in der Kultur wirken kann.
Zu diesem Zweck entwickelten die Forscher eine zweistufige Technologie namens „Pipeline“, um eine „Landeplattform“ zu erzeugen, auf der BACH1 oder andere Gene sicher in jede menschliche Zelllinie eingeführt werden können, wie eine Tür, die mit dem richtigen Schlüssel geöffnet werden kann. Anschließend verwendeten die Forscher verschiedene Methoden, darunter die CRISPR-Technologie, um Zellen genetisch zu manipulieren und die „Landeplattform“ zu erzeugen, die den ersten Schritt abschließt; der zweite Schritt umfasst hauptsächlich die Entwicklung synthetischer genetischer Schaltkreise zur Kontrolle des Proteinspiegels, die sie dazu veranlassen können, einen „Dimmerschalter“ zu verwenden, um den Spiegel oder Anteil von BACH1 in Krebszellen zu kontrollieren.

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Von den Wissenschaftlern wird erwartet, dass sie ihre Überlegungen zu Proteininhibitormethoden ändern und diese als neue Krebstherapien nutzen.
 
Forscher Balazsi sagte, wir könnten uns diese Arbeit wie einen Lichtschalter vorstellen, aber dieser Schalter funktioniert nicht nur in „An“- oder „Aus“-Situationen, sondern verfügt auch über komplexe Dimmfunktionen; obwohl die meisten Forschungsmethoden mit BACH1 oder anderen krebsfördernden Proteinen den Lichtschalter einschalten (aktivieren) oder ausschalten (unterdrücken), verfügen wir über einen einstellbaren Dimmer, mit dem wir den Pegel der Metastasierungsaktivatoren durch Anmeldung bei der Plattform auf den mittleren Prozentsatz einstellen können. Was die Forscher beim Nachweis von BACH1 in Krebszellinvasionsmodellen überraschte, war, dass eine Senkung des Pegels dieses Proteins nicht immer zum Metastasierungsprozess von Krebszellen führte und eine Erhöhung des Pegels dieses Proteins nicht immer die Invasion von Krebszellen verstärkte.
Die Forscher schrieben in dem Artikel, dass die veränderten MDA-MB-231 menschlichen Brustkrebsmetastasenzellen unerwarteterweise erst stärker und dann weniger invasiver wurden, je höher der BACH1-Spiegel war, was jedoch nichts mit dem ursprünglichen BACH1 zu tun hat. Die Expression von BACH1 erfährt in invasiven Zellen eine Transformation, und die Expression von BACH1-Transkriptionszielen bestätigt auch den nicht monotonen Phänotyp und die regulatorischen Wirkungen von BACH1. Daher könnte die chemische Hemmung von BACH1 unnötige Auswirkungen auf die Invasion von Krebszellen haben. Die Forscher fanden auch heraus, dass das Einstellen des BACH1-Abschnitts auf einen mittleren Pegel (also die mittlere Position des Dimmers) den Invasionsprozess von Krebszellen tatsächlich hemmt, genau wie wenn Kollegen den Dimmerknopf drücken, wodurch das Licht nicht so hell wird.
Forscher sind der Ansicht, dass unsere Forschungsergebnisse in Bezug auf Metastasen und Proteine, die die Krebsentwicklung vorantreiben, eine Warnung sein können. Das heißt, wir müssen diese Proteine ​​und Gene und ihre genaue Rolle bei der Krebsentstehung sorgfältig untersuchen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass Forscher sie in einigen Fällen unterdrücken müssen, um Krebs zu behandeln. In einigen Fällen müssen Forscher jedoch ausgehend von ihrem ursprünglichen Niveau ihr Niveau anscheinend erhöhen oder sogar beides. Forscher müssen jedoch möglicherweise weitere Untersuchungen durchführen, um schlüssige Erkenntnisse zu gewinnen.
Zusammenfassend zeigen die Forschungsergebnisse in diesem Artikel, dass die Anwendung eines BACH1-abbauenden Mittels die Invasion von Brustkrebszellen, die auf den ursprünglichen BACH1-Spiegel angewiesen sind, verringern oder unnötig erhöhen kann. Relevante Forschungsergebnisse betonen die Bedeutung der Beschreibung der Eigenschaften von Genkrankheitseffekten durch Regulierung des Proteinspiegels.
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