HAMLET (proteinový komplex) - HAMLET (protein complex) - Wikipedia

OSADA (Lidský alfa-laktalbumin vyrobený z buněk LEthal pro nádorové buňky) je komplex mezi nimi alfa-laktalbumin a kyselina olejová které bylo prokázáno v experimentech s buněčnými kulturami buněčná smrt v nádorových buňkách, ale ne ve zdravých buňkách.

HAMLET je možný chemoterapeutické činidlo se schopností zabíjet rakovinné buňky.[1] Alfa-laktalbumin je primární proteinovou složkou lidského mléka. Ve studii z roku 1995 to objevil švédský vědec Anders Håkansson (Anders Hakansson) [2] že multimerní alfa-laktalbumin (MAL), sloučenina izolovaná z frakce lidského mléka, nazývaná kasein, vyvolalo to, co se zdálo být apoptóza v buňkách lidského karcinomu plic, bakterií pneumokoků a dalších patogenech, přičemž zdravé diferencované buňky zůstávají nedotčeny. V tomto případě to byla dokonalá léčba.[2] Aktivní složka odpovědná za tumoricidní aktivitu byla nalezena v roce 2000 a bylo zjištěno, že je komplexem alfa-laktalbuminu a kyselina olejová.[3]

Endogenní lidský alfa-laktalbumin je v komplexu s iontem vápníku a slouží jako a kofaktor při syntéze laktózy, ale nemá žádné tumoricidní vlastnosti. Alfa-laktalbumin musí být částečně rozvinut, aby se umožnilo uvolnění vápenatého iontu a jeho nahrazení molekulou kyseliny olejové. Částečně složená konformace je pro cytotoxicita studie HAMLET, protože studie mutageneze ukázaly, že zcela rozvinutý alfa-lacalbumin si nezachová funkční vlastnosti HAMLETu.[4][5] Kyselina olejová je nezbytná pro stabilizaci této molekuly v tomto částečně rozloženém stavu. Během posledních několika let další práce dále charakterizovala strukturu a funkci HAMLETu a jeho klinické aplikace jsou v současné době předmětem výzkumu. Aby však bylo možné vyvinout účinné terapie, je třeba vědět více o mechanismu účinku přípravku HAMLET.

Mechanismus účinku

HAMLET provádí nezávislé útoky na mnoho odlišných buněčných organel, včetně mitochondrií, proteazomů a histonů, a zasahuje do buněčných procesů, jako je makroautofagie. Ukázalo se, že HAMLET se váže na buněčný povrch a rychle napadá buňky, přičemž nádorové buňky přijímají mnohem více bílkovin než zdravé diferencované buňky. Mechanismus jeho vstupu není dostatečně objasněn, ale nedávné studie ukazují, že kyselina olejová v komplexu HAMLET interaguje s fosfatidylserin a o-glykosylovaný mucin na plazmatické membráně, které jsou obě exprimovány ve větším množství na plazmatické membráně nádorových buněk, což pravděpodobně zajišťuje specificitu HAMLET.[6]

Jedním z nejvýznamnějších cílů HAMLETu v buňce je mitochondrie. Elektronová mikroskopie odhalila fyzické poškození mitochondriálních membrán a byla nalezena stanovení cytochrom c uvolnění a aktivace kaspasová kaskáda, nejpozoruhodnější z nich jsou kaspázy 2, 3 a 9.[7] Buněčné smrti nezabrání ani inhibitory kaspázy, ani BCL-2 nebo p53 mutageneze, což naznačuje, že tradiční kaskáda apoptotické kaspázy není hlavní příčinou buněčné smrti.

Dalším cílem HAMLET je proteazom. 26S proteazomy jsou aktivovány v reakci na velká množství rozloženého proteinu HAMLET v cytoplazmě, ale degradace HAMLET proteazomu je neobvykle pomalá. Kromě toho in vitro studie ukázaly, že HAMLET je schopen vázat katalytickou podjednotku 20S proteazomu a deaktivovat jeho enzymatickou aktivitu, což je účinek, který dosud nebyl u žádného proteinu prokázán. Samotná inhibice proteazomu se však nezdá být zodpovědná za smrt buněk indukovanou HAMLET, protože se ukázalo, že inhibitory proteazomu snižují cytotoxicitu HAMLET.[8]

HAMLET také cílí na jádro, kde s ním interaguje histony interferovat s transkripčními procesy. Studie prokázaly, že HAMLET je většinou lokalizován do jádra do jedné hodiny po napadení nádorové buňky. Bylo prokázáno, že Hamlet se váže s vysokou afinitou na jednotlivé histonové proteiny, konkrétně na H2a, H2b, H3 a H4, stejně jako na celé nukleosomální jednotky. Tato interakce nevratně blokuje transkripce a vede k aktivaci p53.[9] Ukázalo se, že tento proces je podobný hyperacetylaci histonů a bylo zjištěno, že inhibitory histon-de-acetylázy zesílil účinky HAMLETU.[10]

Buňky HAMLET vykazovaly fyziologické vlastnosti makroautofagie, proces, při kterém jsou buněčné složky izolovány ve váčcích vázaných na dvojitou membránu, které fúzují s lysozomy pro degradaci. Buňky také vykazovaly sníženou hladinu mTOR, známý inhibitor makroautofagie. Buňky HAMLET a buňky za podmínek hladovění aminokyselin (známý iniciátor makroautofagie) vykazovaly podobné vzorce exprese autofagocytotických proteinů a stejně dobře reagovaly na přidání inhibitorů makroautofagie.[11]

Výzkum

Antibiotické adjuvans

Zatímco OSADA sám o sobě není účinný proti většině bakterií, pokud je přítomen společně s antibiotiky, může HAMLET pomoci. Konkrétně HAMLET může dělat MRSA bakterie citlivé na methicilin, vankomycin, gentamicin a erythromycin[12]

Nádory

Probíhá výzkum, aby se zjistilo, zda by to mohla být možná léčba rakoviny.[1] Zvířecí modely glioblastom byly studovány s předběžným úspěchem.[1] První lidská studie terapie byla na benigních kožních výrůstcích známých jako bradavice a vykazovaly pozitivní výsledky bez jakýchkoli vedlejších účinků.[1]

Studuje se u karcinomů plic, krku, ledvin, tlustého střeva, močového měchýře, prostaty a vaječníků, stejně jako u melanomů, glioblastomů a leukemií. Studie rakoviny močového měchýře u myši zjistila, že způsobila vylučování TUNEL-pozitivních rakovinných buněk do moči bez negativních vedlejších účinků na zdravé buňky.[13]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d Ho C S, J; Rydström, A; Trulsson, M; Bålfors, J; Storm, P; Puthia, M; Nadeem, A; Svanborg, C (říjen 2012). "HAMLET: funkční vlastnosti a terapeutický potenciál". Budoucí onkologie (Londýn, Anglie). 8 (10): 1301–13. doi:10,2217 / fon.12,122. PMID  23130929.
  2. ^ A b Håkansson A, Zhivotovsky B, Orrenius S, Sabharwal H, Svanborg C (srpen 1995). "Apoptóza vyvolaná lidským mléčným proteinem". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92 (17): 8064–8. doi:10.1073 / pnas.92.17.8064. PMC  41287. PMID  7644538.
  3. ^ Svensson M, Håkansson A, Mossberg AK, Linse S, Svanborg C (duben 2000). „Konverze alfa-laktalbuminu na protein vyvolávající apoptózu“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 97 (8): 4221–6. doi:10.1073 / pnas.97.8.4221. PMC  18203. PMID  10760289.
  4. ^ Gustafsson L, Hallgren O, Mossberg AK, Pettersson J, Fischer W, Aronsson A, Svanborg C (květen 2005). „HAMLET zabíjí nádorové buňky apoptózou: struktura, buněčné mechanismy a terapie“. J. Nutr. 135 (5): 1299–303. PMID  15867328.
  5. ^ Pettersson-Kastberg J, Aits S, Gustafsson L, Mossberg A, Storm P, Trulsson M, Persson F, Mok KH, Svanborg C (2009). „Mohou být špatně poskládané proteiny prospěšné? Případ HAMLET“. Ann. Med. 41 (3): 162–76. doi:10.1080/07853890802502614. PMID  18985467.
  6. ^ Halskau O, Underhaug J, Frøystein NA, Martínez A (červen 2005). "Konformační flexibilita alfa-laktalbuminu související s jeho vazebnou kapacitou na membránu". J. Mol. Biol. 349 (5): 1072–86. doi:10.1016 / j.jmb.2005.04.020. PMID  15913646.
  7. ^ Svanborg C, Agerstam H, Aronson A, Bjerkvig R, Düringer C, Fischer W, Gustafsson L, Hallgren O, Leijonhuvud I, Linse S, Mossberg AK, Nilsson H, Pettersson J, Svensson M (2003). „HAMLET zabíjí nádorové buňky mechanismem podobným apoptóze - buněčné, molekulární a terapeutické aspekty“. Adv. Cancer Res. 88: 1–29. doi:10.1016 / S0065-230X (03) 88302-1. PMID  12665051.
  8. ^ Mok KH, Pettersson J, Orrenius S, Svanborg C (březen 2007). "HAMLET, skládání proteinů a smrt nádorových buněk". Biochem. Biophys. Res. Commun. 354 (1): 1–7. doi:10.1016 / j.bbrc.2006.12.167. PMID  17223074.
  9. ^ Düringer C, Hamiche A, Gustafsson L, Kimura H, Svanborg C (říjen 2003). „HAMLET interaguje s histony a chromatinem v jádrech nádorových buněk“. J. Biol. Chem. 278 (43): 42131–5. doi:10,1074 / jbc.M306462200. PMID  12888554.
  10. ^ Brest P, Gustafsson M, Mossberg AK, Gustafsson L, Werer C, Hamiche A, Svanborg C (prosinec 2007). „Inhibitory histon-deacetylázy podporují tumoricidní účinek přípravku HAMLET“. Cancer Res. 67 (23): 11327–34. doi:10.1158 / 0008-5472.CAN-07-1153. PMID  18056459.
  11. ^ Aits S, Gustafsson L, Hallgren O, Brest P, Gustafsson M, Trulsson M, Mossberg AK, Simon HU, Mograbi B, Svanborg C (březen 2009). „HAMLET (lidský alfa-laktalbumin smrtelný pro nádorové buňky) spouští autofagickou smrt nádorových buněk“. Int. J. Cancer. 124 (5): 1008–19. doi:10.1002 / ijc.24076. PMID  19048621.
  12. ^ Marks, LR; Clementi, EA; Hakansson, AP (2013). "Senzibilizace Staphylococcus aureus na methicilin a jiná antibiotika in vitro a in vivo za přítomnosti HAMLETU". PLOS ONE. 8 (5): e63158. doi:10.1371 / journal.pone.0063158. PMC  3641093. PMID  23650551.
  13. ^ Mossberg AK, Hou Y, Svensson M, Holmqvist B, Svanborg C (duben 2010). „Léčba přípravkem HAMLET zpomaluje vývoj rakoviny močového měchýře“. J. Urol. 183 (4): 1590–7. doi:10.1016 / j.juro.2009.12.008. PMID  20172551.

externí odkazy