Новый метод скрининга открывает путь к созданию белковых лекарств из бактерий

Исследователи из Университета Шеффилда разработали более дешёвый и эффективный метод создания сложных белковых лекарств с использованием бактерий.

Учёные из инженерного факультета использовали бактерию E. coli и показали, что можно значительно повысить эффективность производства клетками специфически модифицированных белков, а также улучшить их стабильность и функциональность. Эта модификация — гликозилирование, или добавление определённых сахарных групп к белковой цепи, — присутствует более чем в двух третях терапевтических препаратов на рынке.

Белковые препараты становятся всё более важными в современной медицине для лечения диабета, рака и артрита.

Хотя простые белки традиционно производят в микробных клетках, такие сложные препараты создают с использованием клеток животных, так как те способны осуществлять гликозилирование человеческого типа. Это критически важно для контроля эффективности и стабильности лекарства в организме, а также для избежания иммуногенных реакций у пациентов.

Использование бактерий для производства белковых лекарств могло бы стать более экономичной альтернативой, поскольку работа с клетками животных — дорогостоящий процесс. Однако эффективность производства гликопротеинов в бактериальных клетках до сих пор остаётся очень низкой, с выходами, часто в тысячи раз меньшими, чем в клетках животных.

Исследователи из Департамента химической и биологической инженерии Университета Шеффилда в сотрудничестве с Университетом Колорадо применили метод обратной метаболической инженерии. Этот метод позволяет проводить скрининг клеток для выявления штаммов, наиболее эффективно производящих гликопротеины. Используя этот подход, команда смогла увеличить выход белка в 7 раз в лабораторных тестах.

Затем команда использовала масс-спектрометрию для характеристики и точного количественного определения белков, производимых бактериями. Это позволило им выявить модификации, которые в конечном итоге помогут улучшить эффективность лекарства.

Профессор Фил Райт, руководивший исследованием, заявил: «Мы считаем, что эта методика проложит путь для фармакологов к получению такого же выхода белка из бактериальных клеток, как и из клеток животных, а также позволит им создавать препараты из бактерий с существенно улучшенной точностью и направленностью действия».

Метод также успешно протестировали на фрагментах антител, что показало его потенциальную применимость к различным типам белков.