Synthetische Antikörper sind zum Eckpfeiler der Krebstherapien geworden. Dieser Ansatz wurde auch im anfänglichen Kampf gegen COVID-19 bevorzugt. Allerdings ist ihre Herstellung im Labor zeitaufwendig und kostspielig.
Die beiden Teile des SAP-Moleküls sind in Blau und Rot dargestellt. Sie sind durch Stränge aus Peptid-Nukleinsäure (PNA) miteinander verbunden.
© Winssinger - UNIGE
Ein Team der Universität Genf (UNIGE) hat eine neue Technologie namens Self-Assembled Proteomimetics (SAPs) entwickelt. Sie bietet einen schnelleren und kostengünstigeren Weg, synthetische Moleküle herzustellen, die wie Antikörper wirken. Dieser neue Ansatz könnte die Behandlung von Krankheiten wie Krebs und COVID-19 revolutionieren. Diese Ergebnisse sind in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.
Monoklonale Antikörper sind aufgrund ihrer gezielten Wirkung für die biomedizinische Forschung und die Krebstherapie unverzichtbar. Diese im Labor hergestellten Moleküle wirken wie die natürlichen Antikörper unseres Immunsystems, wobei jedes so konzipiert ist, dass es sich an ein spezifisches Protein bindet. Diese Präzision ermöglicht es ihnen, bestimmte Zellen wie Tumorzellen oder Viren effektiv zu erreichen. Trotz ihrer Wirksamkeit sind monoklonale Antikörper jedoch komplex in der Herstellung, was ihre Anwendung einschränkt.
SAPs sind einfacher und kostengünstiger herzustellen
Eine Gruppe der Sektion für Chemie und Biochemie der UNIGE unter der Leitung von Nicolas Winssinger, ordentlicher Professor am Departement für Organische Chemie der Fakultät für Naturwissenschaften der UNIGE, eröffnet ein neues Paradigma für die Entwicklung von Medikamenten, die Proteine gezielt angreifen und monoklonale Antikörper ersetzen können: die selbstassemblierenden Proteomimetika (SAP) oder auf Englisch Self-Assembled Proteomimetics (SAPs).
SAPs sind winzige, maßgeschneiderte Moleküle, die ähnlich wie Antikörper schädliche Proteine im Körper gezielt angreifen und neutralisieren. Der Unterschied? "SAPs sind einfacher und kostengünstiger herzustellen. Sie sind als ein zweiteiliges System konzipiert. Wie Puzzleteile fügen sich diese Komponenten zu einer stabilen Struktur zusammen, die sich eng an pathogene Proteine binden kann. Dieses innovative Design ahmt die präzise und kraftvolle Funktion von Antikörpern nach, während viele Herausforderungen bei ihrer Herstellung entfallen", erklärt Nicolas Winssinger.
Genauer gesagt bestehen SAPs aus zwei "Teilen", die jeweils etwa 30 Aminosäuren umfassen und durch Stränge aus Peptid-Nukleinsäure (PNA) eng miteinander verbunden sind. PNA ist ein synthetisches Polymer, dessen Struktur der von DNA und RNA ähnelt. Diese Miniproteine können leicht im Labor hergestellt werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Ansatzes wurde an wichtigen therapeutischen Zielen nachgewiesen, darunter HER2, ein bekannter Biomarker für Krebs, sowie der Spike-Protein-Rezeptor des SARS-CoV-2-Virus.
Darüber hinaus haben die Forscher gezeigt, dass die PNA dynamisch gesteuert werden kann, um den Bindungsgrad der SAPs an ihre Ziele anzupassen. Diese Fähigkeit könnte sich in therapeutischen Anwendungen als sehr nützlich erweisen, da sie eine präzise Kontrolle der therapeutischen Aktivität ermöglicht.
Indem sie diese synthetischen Moleküle zugänglich und effektiv machen, haben SAPs das Potenzial, die Art und Weise, wie wir komplexe Krankheiten behandeln, zu verändern und diese Art von Therapien zugänglicher zu machen.