Исследование, подтверждающее концепцию, потенциально может проложить путь к разработке более точной доставки цитотоксических препаратов. Обычно используемые в химиотерапии, они действуют, убивая клетки, и могут вызывать значительные побочные эффекты, если не доставляются точно в очаг заболевания, на которое они нацелены.

Возглавляемая доктором Тейлором Шишкой и доцентом Ю Хенг Лау из Школы химии университета, команда исследователей разработала белковые клетки, которые смогли упаковать широко используемый химиотерапевтический препарат.

Их результаты были опубликованы сегодня в ведущем химическом журнале Angewandte Chemie International Edition.

Белки, известные большинству как источник питания, необходимы для нашего существования во многих отношениях. В каждой клетке человека содержится 42 миллиона белков, и каждый белок содержит различные конфигурации из 20 различных аминокислот. Характеристики этих аминокислот определяют характеристики и функции белка.

"Почти все, что происходит в клетке, от построения ее защитных мембран до производства энергии, требует белка", - сказал доктор Шишка.

Доктор Шишка и ее команда исследуют и разрабатывают белковые клетки - группы идентичных белков, связанных вместе, образуя сферическую оболочку. Они сосредоточены на инкапсулинах - подгруппе белковых клеток, - которые обладают высокой стабильностью, способны защитить свой груз от внешних атак, а также предотвратить его утечку.

Инкапсулин, лежащий в основе этого исследования, был впервые идентифицирован американскими исследователями в результате отдельных находок в бактериях, обнаруженных в компостной куче в 2019 году. Команда доктора Шишки реконструировала недавно открытый инкапсулин, соединив его с другим белком. Это препятствовало сборке инкапсулина до добавления лекарственного средства; если бы это произошло, инкапсулин был бы неспособен удерживать или транспортировать лекарственные средства.

Затем исследователи загрузили свой инкапсулин с турбонаддувом доксорубицином, химиотерапевтическим препаратом, и успешно запустили его сборку in vitro, вне живого организма.

"Доксорубицин - это флуоресцентный препарат, и флуоресцентный сигнал, который мы обнаружили после загрузки, продемонстрировал, что препарат был успешно упакован во время нашей инициированной сборки инкапсулина", - сказал доктор Шишка.

"Это впервые. До сих пор инкапсулины не могли эффективно загружать лекарственные средства. Раньше это могло произойти только путем разделения инкапсулинов, загрузки их лекарственным средством и последующей их повторной сборки - грязный процесс, который ставит под угрозу стабильность инкапсулина".

Полученные результаты указывают на самые предварительные этапы использования инкапсулинов в качестве нового, точного механизма доставки лекарств. Следующим этапом в этом исследовании является продолжение белковой инженерии инкапсулина, чтобы он мог притягиваться к своей цели.

"Теперь все дело в том, чтобы спроектировать внешнюю оболочку таким образом, чтобы разработанный нами инкапсулин мог воздействовать на определенные клетки", - сказал доктор Шишка. "Если в нем содержится препарат, предназначенный, например, для лечения заболеваний печени, мы хотим, чтобы инкапсулин нашел свой путь к клеткам печени.

"Мы построили машину, теперь нам нужно научиться ею управлять".