Emberi glikoproteinek állati sejttenyészetekből - a tudomány spektruma
Állati sejttenyészetekből származó emberi glikoproteinek
Az orvosi háttér
A P-szelektin ligandum szerkezete ismert. A fehérje "gerincén" az aminosavlánc, öt cukormolekula (nevezetesen fukóz, galaktóz, N-acetil-galaktozamin, N-glükózamin és neuraminsav) egy adott konfigurációban helyezkedik el egy aminosavon. Projektünk sikerének esélyeinek javítása érdekében két különböző stratégiát folytattunk: In vitro úton az élő szervezeten kívül a cukorszerkezetet speciális enzimek, a glikozil-transzferázok építik fel egy peptidre. Az ehhez szükséges enzimek többsége kereskedelemben nem kapható. Biotechnológiailag elő kell állítani őket. Ebből a célból az emberi glikozil-transzferáz genetikai információit bevisszük egy CHO sejtbe. A glikozil-transzferáz génje egy olyan szignálszekvenciához kapcsolódik, amely a sejtnek a transzferázt választja ki. Ezeket a sejteket ezután megsokszorozzák és sejtkultúrákban használják glikozil-transzferázok előállítására. A következő lépésben az így kapott enzimeket felhasználjuk a P-szelektin ligandum cukorszerkezetének felépítésére. Végül a cukormolekulák helyes elrendezése ellenőrizhető a tömegspektrometria segítségével.
In vivo úton az élő sejten belül a különböző emberi glikoziltranszferázok genetikai információit és a glikozilálandó fehérje genetikai információit egyetlen CHO sejtbe vezetik be. A glikozil-transzferázok génjei ezúttal nem rendelkeznek szignálszekvenciával. Ez lokalizálja a transzferázokat a Golgi-készülékben, egy sejtorganellában (amely felelős a váladékok kondenzációjáért és fedéséért). A fehérje génjét szignálszekvencia előzi meg. Így "előre beprogramozott" a kisüléshez, és a sejtből kifelé haladva áthalad a Golgi-berendezésen. A glikozil-transzferázok már itt várnak arra, hogy a cukormolekulákat átvigyék a fehérjébe. Ennek a stratégiának az az előnye, hogy a sejt biológiailag aktív P-szelektin ligandumot választ ki. A nehézség azonban az, hogy ezeket a különböző glikoziltranszferázokat megfelelő arányban rendezzük el a Golgi-készülékben.
A kutatási eredmények
Az in vitro módszerrel sikerült öt különböző glikozil-transzferázt biotechnológiailag előállítani. Ezekkel az enzimekkel olyan cukorszerkezetet szintetizáltunk, amely nagyon hasonló a célszerkezethez. Csak egyetlen cukormolekulát kell hozzáadni - és az ehhez szükséges glikozil-transzferáz kereskedelemben kapható. Sejtvonalat kell előállítani in vivo úton, amely biológiailag aktív formában fejezi ki a humán P-szelektin ligandumot. Két év géntechnológiai kutatás után most több sejtvonalunk van, amelyek megfelelnek ennek a követelménynek. A bioreaktorokban már megkezdődött a célfehérjénk előállítása.
Öt európai ország kutatócsoportjai közötti kiváló együttműködésnek köszönhetően lehetőség nyílt az Európa-szerte elosztott biotechnológiai ismeretek összevonására és a projekt céljának megvalósítására. A Forschungszentrum Jülich Biotechnológiai Intézet mellett a Zürichi Egyetem Fiziológiai Intézete, a Koppenhágai Egyetem Fogorvosi Iskolája, a Düsseldorfi Egyetem Enzimtechnológiai Intézete, az Utrechti Egyetem Bioorganikus Kémia Tanszéke és az Oxfordi Egyetem Glikobiológiai Intézete is részt vett . Együtt megtettük az első sikeres lépéseket egy nagy terápiás érdeklődésű fehérje elérhetővé tétele érdekében. A következő ábrák mutatják, hogy ez az érdeklődés mekkora: Az USA-ban jelenleg klinikailag tesztelt 350 genetikailag módosított gyógyszer közül csak tízet szeptikus tünetek kezelésére szánnak.