Kostnadsfritt verktyg förenklar cancerforskning
Forskare vid Karolinska Institutet har tagit fram en metod för att ta reda på vilka proteiner som påverkas av specifika läkemedel. Detta verktyg, och de resultat som det redan har genererat, finns gratis tillgängligt på nätet. Metoden beskrivs i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications.
Varje cell innehåller en mycket stor mängd proteiner. Varje protein har en specifik funktion, som att vara receptor, eller mottagare, av någon annan molekyl eller att vara ett enzym, alltså proteiner som utför kemiska reaktioner. Dessa är endast två av väldigt många funktioner ett protein kan ha.
Störningar kring proteinfunktioner kan allvarligt påverka en cell. Det kan leda till sjukdom, som till exempel cancer, där den sjuka cellen i grunden fungerar på ett annat sätt än en frisk cell. Det är därför mycket vanligt att läkemedel har ett protein som måltavla, att man med den givna substansen vill hämma eller stimulera produktion eller upptag av ett visst protein. Samtidigt finns en stor mängd redan godkända läkemedel, vars effekt på vissa sjukdomar är påvisad, där det fortfarande är okänt vilket protein som egentligen är måltavlan. Man talar då om att verkningsmekanismen är okänd, helt eller delvis.
Kartläggning av proteiner och läkemedel
Det finns därför ett stort intresse för att få fram en metod där man relativt enkelt kan se vilka proteiner som påverkas om man tillför en viss substans. Det finns redan i dag några sådana metoder, men de har samtliga vissa brister. Nu har forskare vid Karolinska Institutet använt sig av dessa metoder för att skapa ett nytt verktyg kallat ProTargetMiner, som ger mer jämförbara och precisa svar.
Forskarna har utvecklat sin metod genom försök på lungcancerceller, som har behandlats med 56 olika slags läkemedel. För vart och ett av läkemedlen har det först prövats fram en dos där hälften av cellerna är döda efter 48 timmar och denna dos används genomgående för alla läkemedel. När hälften av cellerna har dött har forskarna undersökt cellernas proteom, alltså vilka proteiner som just förekommer i cellen samt i vilka mängder de förekommer. Utifrån det har forskarna dragit slutsatser om läkemedlens måltavlor. I ytterligare försök har forskarna sedan prövat läkemedlen på andra celler, från bröst- och tarmtumörer, och utifrån det dragit slutsatser om i vilken utsträckning läkemedlen verkar sjukdomsspecifikt mot vissa typer av cancerceller eller mer generellt mot alla typer av cancerceller.
Resultaten av dessa försök finns beskrivna i den sökbara databas som forskarna har skapat, men även själva metoden är detaljerat beskriven i den artikel som nu publicerats. Tanken är att andra forskare ska kunna göra försök med andra läkemedel enligt samma modell och på så sätt bygga ut databasen med mer kunskap om vilka proteiner som är måltavla för olika substanser.
Kan snabba upp arbetsmoment
— Vi ser att cellerna dör på olika sätt av olika läkemedel. Tidigare trodde man att celler endast kunde dö på tre sätt; genom nekros, apoptos eller autofagi, men vi har kunnat se minst tretton olika sätt som celler kan dö på. Det här är en metod som kan snabba upp vissa arbetsmoment vid framtagandet av nya läkemedel eller ge bättre förståelse av redan befintliga läkemedel, säger Roman Zubarev, professor i medicinsk proteomik vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik på Karolinska Institutet.
Studien är finansierad med medel från Cancerfonden. Artikelförfattaren Bo Zhang är anställd av AstraZeneca och Alexey Chernobrovkin är anställd av Pelago Bioscience AB.
Publikation
”ProTargetMiner as a proteome signature library of anticancer molecules for functional discovery”, Amir Ata Saei, Christian Michel Beusch, Alexey Chernobrovkin, Pierre Sabatier, Bo Zhang, Ülkü Güler Tokat, Eleni Stergiou, Massimiliano Gaetani, Ákos Végvári, Roman A. Zubarev, Nature Communications, online 16 december, 2019, doi: 10.1038/s41467-019-13582-8.