Найден новый подход к увеличению производства белка для создания лекарств на основе мРНК

Теперь исследователи из Медицинской школы Льюиса Каца в Университете Темпл открыли новый способ увеличить производство белка в клетках в несколько сотен раз. Результаты, опубликованные онлайн в журнале Molecular Therapy, могут привести к созданию универсального усилителя производства белка для разработки биопродуктов, лекарств и вакцин.

Мы очень рады нашему открытию, учитывая его потенциал для увеличения производства белка для широкого спектра применений во многих областях и областях исследований. Это должно быть очень полезно для производства терапевтических белков, таких как антитела и мРНК-вакцины,

пояснил Вэньхуэй Ху, доктор медицинских наук, профессор нейробиологии  Медицинской школы Льюиса Каца. 

Новый прорыв сосредоточен на Exin21, последовательности из 21 нуклеотида, которая кодирует короткий пептид, обозначенный Qα. Exin21/Qα при добавлении к кодирующей области гена-мишени обладает уникальной способностью значительно увеличивать продукцию специфической белковой молекулы. Механизм этого увеличения заключается в стимулировании синтеза и стабильности мРНК, а также экспрессии и секреции белков.

Доктор Ху и его коллеги сделали новаторское открытие в ходе исследовательского исследования, связанного с COVID-19 и его возбудителем SARS-CoV-2. Они пытались определить способы усиления экспрессии вирусных белков SARS-CoV-2 в клетках млекопитающих. В процессе молекулярного клонирования ученые случайно обнаружили Exin21, который может увеличить производство не только нескольких вирусных белков SARS-CoV-2, но и многих других белков.

Помимо демонстрации того, что Exin21/Qα может увеличить выработку антител против SARS-CoV-2, исследователи продемонстрировали, что добавление Exin21/Qα к любой мРНК может резко увеличить выработку соответствующего белка. Это имело место для многих различных типов белков, включая вирусные, невирусные, внутриклеточные, структурные и секреторные белки.

Также было обнаружено, что Exin21/Qα повышает эффективность вирусной упаковки — процесса, посредством которого вирусы собирают белковую оболочку, в которой хранится их генетический материал. Любая неэффективность в этом процессе может оказать существенное влияние на исследования, связанные с вирусами и псевдовирусами, особенно в контексте изучения антител и вакцин против вариантов SARS-CoV-2 или новых вирусов. Exin21/Qα эффективно устраняет это узкое место, что делает его полезным для вирусных исследований.

Наши результаты с Exin21/Qα применимы к такому количеству белков, что наши исследования могут привести к изменению парадигмы в производстве мРНК и белковых терапевтических средств. То, что длина Exin21 составляет всего 21 пару оснований, делает его универсально доступным и полезным для исследователей в академических кругах и промышленности,

сказал доктор Ху.

В настоящее время исследовательская группа работает над дальнейшей оптимизацией использования Exin21 и подобных мотивов для усиления различных типов антител и мРНК-вакцин. Они стремятся расширить свои исследования за пределы клеточных моделей, чтобы глубже понять их функции в живых системах.