Организм довольно хорошо защищает себя от вторжения вирусов и бактерий. Антитела являются одной из основных линий защиты, но когда появляется новая угроза, организму требуется время для выработки новых антител для борьбы с ней. Новое исследование под руководством Berkeley Lab разработало эффективную систему, которая должна ускорить открытие новых искусственных антител.
Исследователи из лаборатории Беркли разработали систему (не изображена), которая должна ускорить открытие новых искусственных антител.
Антитела — это белки, которые имеют специальные наконечники, которые фиксируются на определенных молекулах в патогенах. Когда они это делают, они либо отмечают захватчика для уничтожения другими иммунными клетками, либо нейтрализуют патогена напрямую, подавляя жизненно важную функцию. Каждое антитело сфокусировано на одном конкретном патогене, и ваше тело кишит различными типами их, нацеленных на всевозможных захватчиков.
Поскольку они настолько эффективны, ученые часто собирают антитела у людей, которые боролись с определенными болезнями, или разрабатывают их с нуля, чтобы помочь укрепить иммунную систему пациентов, в настоящее время пораженных этим заболеванием. К сожалению, это сложный и дорогостоящий процесс.
Более эффективной альтернативой могут быть искусственные антитела и другие наночастицы, которые действуют аналогичным образом. В новом исследовании исследователям из Berkeley Lab удалось создать новую систему скрининга (комплекса исследований и анализа) искусственных антител.
Система начинается с нанолиста, состоящего из молекул, называемых пептоидами. Когда оно покрыто петлями других пептоидов, которые команда называет «петлеидами». Нанолист обеспечивает опорную структуру, в то время как петлеиды являются активными частями, фиксирующимися на молекулах, которые могут присутствовать в различных патогенах.
Молекулярная модель системы искусственных антител. Нанолист отображается зеленым, а петли — фиолетовым. Большая структура, нависшая над ним, — белок сибирской язвы.
Все эти лупоиды могут быть изменены в различные формы, чтобы проверить, насколько хорошо они могут привлекать эти молекулы патогена. Затем команда может подвергнуть систему воздействию различных молекул и проверить, какие из них придерживаются. Если они это сделают, структура этого лупоида обеспечивает хорошую отправную точку для искусственного антитела к этому патогену.
Команда говорит, что система эффективна при захвате этих кандидатов антител благодаря большому количеству петель на каждом нанолисте. В своих тестах, например, они идентифицировали тот, который связывает и разрушает возбудителя сибирской язвы.
«Теперь мы можем легко создавать группы из прочных синтетических материалов, которые могут быть сконструированы для распознавания потенциального патогена», — говорит Рон Цукерманн, соавтор исследования. «Это яркий пример биомиметической нанонауки».
Система, по-видимому, стабильна и недорога в производстве, а синтез и скрининг могут быть автоматизированы для ускорения процесса. Надеюсь, это ускорит открытие новых методов лечения ряда заболеваний.
Исследование было опубликовано в журнале ACS Nano .
Источники: Лаборатория Беркли , Молекулярный Литейный завод
