Hoe spinnenzijde ooit gebruikt zou kunnen worden bij de behandeling

Hoe spinnenzijde ooit gebruikt zou kunnen worden bij de behandeling van kanker – nieuw onderzoek

Vadym Lesyk/Shutterstock

Kanker is tegelijkertijd een van de meest voorkomende en verwoestende ziekten in onze samenleving. Het uitwerken van nieuwe manieren om het te behandelen is dan ook een blijvende wetenschappelijke uitdaging.

Een eiwit genaamd p53 speelt een sleutelrol in de immuunreactie van het lichaam op kanker, en is daarom een interessant doelwit voor de behandeling van kanker. Ons lichaam vertrouwt op p53 om te voorkomen dat kankercellen ongecontroleerd groeien en zich delen.

P53 wordt wel de “bewaker van het genoom” genoemd, omdat het kan voorkomen dat cellen met DNA-beschadiging in kankercellen veranderen. In wezen schakelt het de cel uit als het schade detecteert die cellen zou kunnen doen uitgroeien tot tumoren.

In tot 60% van alle kankers ontbreekt of is p53 beschadigd, waardoor dit het meest voorkomende kenmerk is bij kankers bij de mens. Het inbrengen van intact p53 eiwit in kankercellen zou dus een elegante manier zijn om de ziekte te behandelen.

Dit is echter moeilijker dan het klinkt. P53 is een relatief groot en slordig eiwit, wat betekent dat onze cellen er geen grote hoeveelheden van produceren, dat het gemakkelijk kan samenklonteren en niet meer werkt, en dat het snel wordt afgebroken als het eenmaal is aangemaakt.

Om een mogelijke oplossing voor dit probleem te vinden, hebben we gekeken naar hoe de natuur met soortgelijke eiwitten omgaat. Enigszins onverwacht lijken spidroïnen, de eiwitten die spinnen tot zijde spinnen, een beetje op p53. Ook zij zijn groot, slap, en klonteren gemakkelijk samen. Maar in tegenstelling tot p53 wordt hun eiwit omhuld door een klein, compact deel (een domein genaamd) dat zeer stabiel is en gemakkelijk kan worden aangemaakt door de cellulaire eiwitproductiemachine.

Lees meer:
Kankerbehandeling: gepersonaliseerde bloedtesten kunnen DNA van tumoren in het lichaam beter opsporen – nieuw onderzoek

In onze studie, die onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Structure, hebben we een klein deel van een spinnenzijde-eiwit – een domein – gekoppeld aan het menselijke p53-eiwit. Toen wij dit “fusie-eiwit” in cellen in het laboratorium introduceerden, ontdekten wij dat de cellen het in zeer grote hoeveelheden produceerden.

Om te begrijpen waarom, hebben we het eiwit geanalyseerd met elektronenmicroscopie, computersimulaties, kernspinresonantie en massaspectrometrie. Deze experimenten vertellen ons waar de verschillende delen van het eiwit zich bevinden, en hoe ze samenwerken, als onderdelen van een robot.

Het bleek dat het meest floppende deel van het p53 eiwit rond het spinnenzijden domein gewikkeld was als een draad rond een spindel. Door het eiwit zo “op te winden”, trok het spinnenzijden domein het uit de cellulaire productie machinerie, en als gevolg daarvan werd er meer eiwit geproduceerd.

Een afbeelding van het p53 eiwit.

Het p53-eiwit wordt aangetroffen in cellen, waar het zijn rol speelt bij het ontdekken en voorkomen van genetische mutaties die tot kanker kunnen leiden.
Juan Gaertner/Shutterstock

Om te testen of het spinzijde-p53-eiwit actief is, stopten we het in kankercellen die zogenaamde “reportergenen” bevatten, die ervoor zorgen dat de cel oplicht als p53 genen aanzet die ervoor zorgen dat de cel stopt met groeien. Tot onze verrassing gaf het fusie-eiwit een sterkere reactie dan normaal p53, wat betekent dat we in principe het spinnenzijden domein kunnen gebruiken om het vermogen van p53 om kankercellen uit te schakelen te vergroten.

Wat nu?

Geen van onze bevindingen tot nu toe komt neer op een nieuwe kankertherapie. Maar ze openen wel nieuwe mogelijkheden: we zouden deze kennis kunnen gebruiken om nieuwe eiwitdomeinen te ontwerpen die p53 minder floppy maken en gemakkelijker te produceren.

Als we het RNA, de genetische “blauwdruk” voor het maken van p53, in cellen afleveren, kunnen we aangepaste spinnenzijden domeinen toevoegen om het vermogen van de cellen om het eiwit te maken te vergroten.

Als volgende stap zullen we testen hoe goed gezonde menselijke cellen de spinnenzijde-eiwitten verdragen, en of deze toevoeging de levensduur van het p53-eiwit in de cellen verlengt.

Lees meer:
Spinnen worden bedreigd door klimaatverandering – en zelfs de grootste arachnofoben moeten zich zorgen maken

The Conversation

Michael Landreh werkt niet voor, geeft geen advies aan, heeft geen aandelen in, en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft buiten zijn academische aanstelling geen relevante affiliaties bekend gemaakt.

Ubergeek Loves Coolblue

Zou je na het lezen van deze artikel een product willen aanschaffen?
Bezoek dan Coolblue en ontdek hun uitgebreide assortiment.