Благодаря инновационным исследовательским работам ученые нашли новый способ изучения белков, которые участвуют в развитии большинства видов рака молочной железы.
Это исследование было инициировано Группой молекулярной эндокринологии Института исследований рака в Лондоне в сотрудничестве с Исследовательской группой функциональной протеомики института. Оно опубликовано в журнале Molecular & Cellular Proteomics .
Исследовательская группа успешно применила передовой подход для обнаружения большинства белков, которые, как известно, взаимодействуют с рецептором эстрогена альфа (ERα), который экспрессируется примерно в 70% случаев рака молочной железы и способствует развитию заболевания за счет увеличения роста и выживаемости клеток . . Они также обнаружили потенциальные новые терапевтические мишени в виде новых белков, которые взаимодействуют с ERα.
Исследователи во всем мире теперь могут использовать этот подход, чтобы помочь им в разработке новых таргетных методов лечения ERα-положительного рака молочной железы . Они также могут использовать его для изучения белков, которые взаимодействуют с ключевыми рецепторами при других типах рака.
ERα является важной мишенью
Давно известно, что эстроген играет ключевую роль в прогрессировании рака молочной железы. Во многом это связано с ERα, которая активируется этим гормоном. После активации ERα проникает в ядро раковой клетки, где взаимодействует с различными белками, увеличивая количество раковых клеток и продлевая их выживание.
Хотя ученые уже разработали методы лечения, которые предотвращают связывание ERα с эстрогеном, многие пациенты обнаруживают, что их рак со временем становится устойчивым к этим методам лечения. Один из механизмов этой устойчивости включает аномальные взаимодействия между ERα и окружающими его белками.
Понимая тонкости этих взаимодействий, исследователи полагают, что можно будет лучше понять механизмы, лежащие в основе устойчивости, и разработать более целенаправленные методы лечения.
Новый подход
Недавно новый подход к исследованию взаимодействий белков изменил область взаимодействия белков. Этот метод называется бесконтактным мечением, и в нем используются ферменты для маркировки эндогенных партнеров по взаимодействию конкретных белков, представляющих интерес, с биотином. Аналитический метод , называемый масс-спектрометрией, позволяет ученым идентифицировать белки, меченные биотином.
Такая маркировка помогает выявить проксимальные белки внутри клеток, но она недостаточно специфична, чтобы раскрыть молекулярные детали того, как происходят взаимодействия. Например, он не может отличить белки, находящиеся рядом друг с другом, от белков, непосредственно связанных друг с другом. Однако это чрезвычайно полезный инструмент для получения информации о пространственном ландшафте белков.
Команда Института исследования рака (ICR) решила попробовать другой метод, называемый биотинилированием путем распознавания антител (BAR), который использует антитела, соединенные с ферментами, для нацеливания на интересующий белок, тем самым избегая генетических манипуляций с клетками.
В первом эксперименте исследователи протестировали маркировку эпитопа, выбрав короткую последовательность аминокислот (эпитоп), которая, как известно, сочетается с определенным антителом с очень высоким сродством, и пометили ее на интересующие белки, чтобы антитело могло нацеливаться на них. . Затем они использовали вторичное антитело, конъюгированное с ферментом, для отложения биотина на соседних белках в присутствии биотинового субстрата и пероксидазы водорода.
Этот эксперимент позволил им оптимизировать свой метод для второй части исследования, в которой они хотели нацелиться на эндогенный белок — белок, который не был генетически модифицирован с помощью эпитопной метки. Они сделали это, используя антитело, способное с высокой аффинностью воздействовать на белок ERα по всей длине.
Подтверждение эффективности BAR
Результаты масс -спектрометрии показали, что BAR успешно идентифицировал 329 белков, которые, как известно, взаимодействуют с ERα, и выявил 22 новых.
Исследователи смогли использовать данные своих экспериментов, чтобы идентифицировать некоторые белки-кандидаты, которые, вероятно, будут играть роль в развитии устойчивости к лечению. Они также уточнили список белков, представляющих интерес, до 97, которые следует расставить по приоритетам для дальнейших научных исследований.
Первый автор доктор Камилла Рега, научный сотрудник ICR, сказала: «Это первый раз, когда BAR используется для исследования взаимодействий проксимальных белков ERα. Этот метод дает ценную информацию о том, как белки пространственно организованы в клетках, и идентифицирует временные взаимодействия, которые сложно обнаружить традиционными подходами.
«Теперь мы доказали, что можем успешно использовать BAR. Мы планируем применить его к клиническим образцам от больных раком, чтобы мы могли исследовать эти белковые взаимодействия в контексте заболевания. Лучшее понимание этих взаимодействий будет способствовать развитию таргетная терапия ERα-положительного рака молочной железы и, возможно, других заболеваний, связанных с передачей сигналов эстрогена».
Старший автор, профессор Джиоти Чоудхари, профессор протеомики рака и руководитель основного центра протеомики в ICR, сказал: «Наше исследование предоставило убедительные доказательства того, что BAR можно эффективно использовать для дальнейшего понимания роли ERα в содействии прогрессированию рака и устойчивости к Он выявляет новые белки, которые участвуют в важных процессах внутри клеток рака молочной железы.
«Эта работа открыла захватывающие возможности в этой области для выявления новых биомаркеров и потенциально позволяет получить представление о стратегиях точного лечения. Наш подход также может быть использован для изучения белковых взаимодействий, которые происходят с другими рецепторами при разных типах рака».
