Od pajęczej nici do leczenia wcześniaków

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Dzięki wzorowaniu się na produkcji jedwabiu przez pająki naukowcom z Karolinska Institutet udało się zsyntetyzować surfaktant - kompleks, który tworzy warstwę oddzielającą pęcherzykowy gaz od płynu na powierzchni komórek pęcherzyków płucnych. Prawdopodobnie będzie go można wykorzystać w leczeniu wcześniaków.

Badania na zwierzętach pokazały, że jest on tak samo skuteczny, jak obecnie stosowany biologiczny analog. Wyniki uzyskane przez Szwedów opublikowano w piśmie Nature Communications.

Egzogenne preparaty surfaktantu zrewolucjonizowały opiekę nad wcześniakami. Pozwoliły na redukcję napięcia powierzchniowego, uniemożliwiając zapadanie się pęcherzyków niedojrzałych płuc. Najczęściej stosowany Curosurf także powstał w Karolinska Institutet - tutejsi specjaliści pracowali nad nim w latach 70. i 80. XX w. Proces izolowania białek ze świńskich płuc jest jednak nie tylko drogi i skomplikowany, ale i potencjalnie ryzykowny. Mając to na uwadze, zespół z różnych jednostek naukowych, m.in. ze Sztokholmu i Uniwersytetu w Rydze, uzyskał więc tańszy surfaktant, za który w dużej mierze należałoby podziękować pająkom. Proces produkcji białka SP-C [surfaktantu] bazuje [bowiem] na metodach wykorzystywanych przez pająki do tego, by przed przędzeniem utrzymać skrajnie łatwo samoagregujące białka w rozpuszczalnej postaci - podkreśla prof. Jan Johansson.

W białkach budujących pajęcze włókna (spidroinach) wyróżnia się 3 regiony: 1) niepowtarzającą się domenę N-końcową (ang. N-terminal domain, NT), 2) dominujący fragment zbudowany z powtarzających się motywów i 3) niepowtarzający się koniec C.

Co ważne, pająki mogą produkować białka jedwabiu (spidroiny) w dużych stężeniach sięgających 30-50% (w/v), tworząc struktury micelarne, w których hydrofilowe domeny N-końcowe oddzielają bardziej hydrofobowe powtarzalne fragmenty od wodnego otoczenia, przez co przedwcześnie nie powstają struktury pofałdowanej kartki β. Szwedzi dywagowali więc, że fuzja zmodyfikowanej NT (NT*) z białkami innymi niż pajęcze spidroiny mogłaby także zwiększyć ich rozpuszczalność.

Zwykła domena N-końcowa reaguje na zmiany pH. W pH panującym w worku gruczołowym (powyżej 7) domena ta hamuje agregację, promując postać rozpuszczalną białek jedwabiu. W pH ok. 6,3 promuje natomiast grupowanie spidroin i formowanie się włókien. Szwedom zależało jednak na zaprojektowaniu hiperrozpuszczalnej NT, która byłaby niewrażliwa na pH (działałaby w szerszym wachlarzu odczynów), ale jednocześnie pozostawała zdolna do tworzenia miceli. Koniec końców zastosowali fuzję NT* z łatwo agregującymi, hydrofobowymi analogami SP-C.

« powrót do artykułu