動物毒液是發(fā)現(xiàn)新藥的源頭

動物毒液是圣保羅布坦坦研究所研究中心的研究對象。然而，在這種情況下，想法不是尋找解藥，而是利用毒液本身的特性來識別疾病的分子靶點(diǎn)，并利用這些知識開發(fā)出可以用作藥物的新化合物。

布坦坦研究所研究員、新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)卓越中心(CENTD)協(xié)調(diào)員布坦特瑪麗莎楚津斯基-塔瓦西(Butant Marisa Chudzinski-Tavassi)解釋說，這項工作的重點(diǎn)是骨關(guān)節(jié)炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等免疫性炎癥疾病、癌癥和神經(jīng)退行性疾病。

Chudzinski-Tavassi說：“除了毒液，我們還研究從毒液和動物分泌物中分離出的毒素——來自巴西的生物多樣性和其他國家——以確定和驗證導(dǎo)致新藥開發(fā)的治療靶點(diǎn)。倫敦FAPESP周于2019年2月11日至12日在倫敦皇家學(xué)會舉行。

CENTD是一個工程研究中心(ERC)，由圣保羅研究基金會- FAPESP和葛蘭素史克公司資助。它采用現(xiàn)代復(fù)雜的分子和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)，包括表型多參數(shù)、原子間和蛋白質(zhì)組學(xué)分析、轉(zhuǎn)錄組分析和生物信息學(xué)。

“我們建立了一個生物庫——一套生物樣本、一系列毒液、分離部分、重組蛋白和合成肽——用于維護(hù)、控制和管理CENTD進(jìn)行的每項研究中使用的樣本。CENTD正在研究的疾病被建立并用于評估促炎、抗炎、細(xì)胞毒性[對細(xì)胞有毒]和細(xì)胞保護(hù)[細(xì)胞保護(hù)]活性。此外，研究信號通路的轉(zhuǎn)化模型正被用于尋找發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新藥物的新分子靶點(diǎn)，”Chudzinski-Tavassi說。

“潛在的新目標(biāo)確定后，需要后續(xù)驗證。為此，CENTD使用先進(jìn)的分子生物學(xué)方法，如CRISPR/Cas9系統(tǒng)，用于基因敲除和表達(dá)激活，用于敲除動物以及體外和體內(nèi)實驗。到目前為止，已經(jīng)從已經(jīng)建立和標(biāo)準(zhǔn)化的六種細(xì)胞模型中篩選出了23種各種毒液，”她說。

“在這次篩選中，選擇了三種完整的毒液用于以后的研究。為了分析抗炎或細(xì)胞保護(hù)特性，將相同的細(xì)胞模型標(biāo)準(zhǔn)化。在這種情況下，除了兩個完整的毒液，還有8個基于毒液蛋白氨基酸序列的合成肽和兩個重組蛋白，”Chudzinski-Tavassi說。

她說：“鑒于與關(guān)節(jié)炎疾病相關(guān)的不同細(xì)胞類型具有明確的抗炎和細(xì)胞保護(hù)作用，我們建議將CENTD在其復(fù)合文庫中擁有的幾種肽用作研究退行性疾病靶點(diǎn)的工具。

據(jù)該中心的協(xié)調(diào)員稱，正在進(jìn)行的研究將有助于發(fā)現(xiàn)這些影響發(fā)生的方式。

有希望的抗腫瘤

CENTD研究人員與阿爾伯特愛因斯坦醫(yī)院的研究人員合作，通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)(基因表達(dá)研究)和蛋白質(zhì)組學(xué)(表達(dá)蛋白質(zhì)的綜合研究)分析了健康供體和骨關(guān)節(jié)炎供體的組織。利用生物信息學(xué)分析，他們正在破譯這些組織中差異表達(dá)的基因和蛋白質(zhì)。

Chudzinski-Tavassi說：“下一步將使用以前定義為細(xì)胞保護(hù)和抗炎的肽，尋找與骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)的新分子靶點(diǎn)，并為其治療做出貢獻(xiàn)?！?

至于癌癥模型，除了研究腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)外，研究人員還利用所謂的翻譯模型，通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究了布坦坦研究所農(nóng)場馬的自發(fā)性黑色素瘤。

Chudzinski-Tavassi說：“黑色素瘤是用具有抗腫瘤作用的重組蛋白治療的，這在該小組以前的工作中已有描述。它選擇性地作用于腫瘤細(xì)胞并誘導(dǎo)蛋白酶體抑制，進(jìn)而通過凋亡機(jī)制導(dǎo)致細(xì)胞死亡?！?

“來自馬腫瘤轉(zhuǎn)化模型的轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果顯示，抗腫瘤分子Amblyomin-X不僅對腫瘤細(xì)胞具有直接活性，還能激活動物的免疫系統(tǒng)對抗腫瘤，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡?！泵庖咴约?xì)胞死亡的機(jī)制，”她說。

研究人員接著說，這種轉(zhuǎn)化模型的發(fā)現(xiàn)證實了該組先前在體外和體內(nèi)模型中的發(fā)現(xiàn)，并揭示了與免疫原性死亡相關(guān)的靶點(diǎn)相關(guān)的重要新分子途徑。

PITE和ERC

2017年7月21日，CENTD遵循FAPESP技術(shù)創(chuàng)新研究伙伴關(guān)系(PITE)和工程研究中心(ERCs)的規(guī)則，與公司進(jìn)行長期研究，在共同感興趣的領(lǐng)域分享知識，應(yīng)用成果潛力巨大。

Chudzinski-Tavassi說：“CENTD有六條主要研究路線，相互重疊，涉及近35名研究人員、學(xué)生和技術(shù)人員，共有79人參與了該項目?！?

她說：“為了促進(jìn)研究，購買高性能設(shè)備以實現(xiàn)高效的撞擊試驗，揭示重要的細(xì)胞現(xiàn)象，并確定負(fù)責(zé)不同表型的結(jié)構(gòu)。

在這些設(shè)備中，有高含量篩選(HCS)，允許快速分析感興趣的分子和表型評估。利用這種裝置，可以評估細(xì)胞或其標(biāo)記物的形態(tài)變化，這在研究各種刺激引起的細(xì)胞活性和存活中是極其重要的信息。

“在FAPESP、葛蘭素史克和布坦坦研究所的支持下，該集團(tuán)在英國CENTD建立的伙伴關(guān)系已被證明是發(fā)展高影響力科學(xué)、發(fā)現(xiàn)新藥和培訓(xùn)人才的有效模式。創(chuàng)新，”丘金斯基-塔瓦西說。

來自巴西和英國的數(shù)十名研究人員參加了CENTD。該中心的助理協(xié)調(diào)員是葛蘭素史克信托科學(xué)項目主任伊斯羅格洛格。

“我們與巴西的FAPESP合作，與學(xué)術(shù)研究人員合作資助創(chuàng)新項目。其中一個在CENTD。我們與FAPESP的關(guān)系是公私合作的一個很好的例子，”在葛蘭素史克工作了29年的阿根廷出生的分子生物學(xué)家格洛格說。

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