Bäcker hefe enzym könnte helfen, leukämie behandeln, studie schlägt vor


Bäcker hefe enzym könnte helfen, leukämie behandeln, studie schlägt vor

Akute lymphoblastische Leukämie ist die häufigste Form der Kindheit Leukämie, die etwa 3 in 4 Fällen in den Vereinigten Staaten. In einer neuen Studie zeigen Forscher, wie eine Verbindung, die von der Bäckerhefe isoliert wird, helfen kann, die Krankheit zu behandeln.

Forscher schlagen vor, dass ein Enzym, das in der Bäckerhefe gefunden wird, das Potenzial hat, Leukämiezellen zu töten, ohne gesunde Zellen zu schädigen.

Akute lymphoblastische Leukämie (ALL), auch bekannt als akute lymphatische Leukämie, ist ein Krebs, der in Lymphoblasten beginnt, die unreife weiße Blutkörperchen im Knochenmark sind.

Einzelpersonen mit ALLE machen zu viele Lymphoblasten, so dass wenig Raum für reife, gesunde weiße Blutkörperchen, rote Blutkörperchen und Blutplättchen. Infolgedessen sind Leute mit ALLE anfällig für die Entwicklung von Anämie und Infektionen.

Während Kinder unter dem Alter von 5 Jahren das größte Risiko von ALLE haben, kommt die überwiegende Mehrheit der Todesfälle von der Krankheit bei Erwachsenen vor.

Im Jahr 2017 wird erwartet, dass etwa 5.970 neue Fälle von ALL diagnostiziert werden bei Kindern und Erwachsenen in den USA, und rund 1.440 Todesfälle von der Krankheit.

Wenn es darum geht, ALLE zu behandeln, ist die Chemotherapie oft der erste Anlaufhafen. Andere Behandlungen, wie Stammzelltransplantation, Strahlentherapie, Chirurgie und gezielte Medikamente, können auch eine Option sein.

Identifizierung einer sichereren Behandlung für ALLE

Laut Studie Co-Autor Gisele Monteiro, der School of Pharmaceutical Sciences an der Universität von São Paulo in Brasilien, ein Enzym aus den Bakterien isoliert Escherichia coli und Erwinia chrysanthemi (Genannt L-Asparaginase) wurde in der Behandlung von ALL seit Jahrzehnten verwendet.

Während die Behandlung mit diesem bakteriellen Enzym zu hohen Remissionsraten führen kann, stellt Monteiro fest, dass es bei etwa 25 Prozent der Patienten leichte bis schwere Immunantworten auslösen kann. Als solches ist ein weniger toxisches Biopharmazeutikum für die Behandlung von ALL erforderlich.

In einer in der Zeitschrift erschienenen Studie Wissenschaftliche Berichte , Zeigen Monteiro und Team, wie sie ein L-Asparaginase-ähnliches Enzym aus der nicht-bakteriellen Quelle isoliert haben Saccharomyces cerevisiae , Häufiger als Bäckerhefe oder Brauerhefe bekannt.

"Unser Ziel in diesem Projekt war es nicht, das Enzym zu produzieren, sondern vielmehr eine neue Quelle des Biodruges in Mikroorganismen für den Einsatz bei Patienten zu finden, die Resistenz gegen das bakterielle Enzym entwickeln", sagt Studien-Co-Autor Marcos Antonio de Oliveira Das Biosciences Institute an der São Paulo State University in Brasilien.

Isolierung eines L-Asparaginase-artigen Enzyms aus Hefe

Um ihre Erkenntnisse zu erreichen, nutzten die Forscher Bioinformatik-Werkzeuge, um die Genome von mehreren Pilzen zu analysieren, die bekannt sind, um Asparaginase zu sezernieren.

Daraufhin hat das Team ein Gen identifiziert S. cerevisiae Genannt ASP1, das ein Enzym ähnlich L-Asparaginase kodiert.

Der erste Studienautor Iris Munhoz Costa, ebenfalls von der School of Pharmaceutical Sciences an der Universität von São Paulo, erklärt, dass im Gegensatz zu Bakterien Hefe eukaryotisch ist. Das bedeutet, dass es einen membranbedeckten Kern enthält, der aus genetischem Material besteht, wie es bei menschlichen Zellen der Fall ist.

Als solches wird vermutet, dass Hefe-abgeleitete Enzyme weniger wahrscheinlich sind als bakterielle Enzyme, um schwere Immunantworten auszulösen.

In diesem Sinne klonierten die Forscher das ASP1-Gen, und mit Hilfe der Gentechnik konnten sie auffordern E coli Um eine gereinigte Form von Hefe-abgeleiteter L-Asparaginase zu erzeugen.

"Wir konnten das rekombinante Protein erhalten", bemerkt Costa. "Wir haben dann Studien durchgeführt, um ihre Sekundärstruktur zu charakterisieren und wichtige Regionen namens katalytische Standorte zu identifizieren. Schließlich haben wir ihre Wirksamkeit in vitro ausgewertet."

Gereinigte, Hefe-abgeleitete L-Asparaginase weniger giftig für gesunde Zellen

Die Forscher testeten sowohl die gereinigte L-Asparaginase aus Hefe als auch L-Asparaginase aus E coli Auf drei Gruppen von menschlichen Leukämiezellen. Eine Gruppe von Zellen war nicht in der Lage, normale Mengen an Asparagin (MOLT4) zu produzieren, eine Gruppe erzeugte Asparagin auf normalem Niveau (REH), und die letzte Gruppe (die Kontrollgruppe) war nicht bösartig (HUVECs).

Das Team stellte fest, dass die gereinigte, Hefe-abgeleitete L-Asparaginase etwa 70-80 Prozent der MOLT4-Zellen tötete, verglichen mit 90 Prozent für E coli L-Asparaginase. Allerdings wurde gereinigte L-Asparaginase aus Hefe als weniger toxisch für HUVECs als L-Asparaginase aus E coli .

Keine Form von L-Asparaginase wurde als wirksam gegen REH-Zellen gefunden, berichtet das Team.

Insgesamt sagen die Forscher, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass Hefe-abgeleitete L-Asparaginase eine sicherere, effektivere Behandlung für ALLE sein kann.

In dieser Studie charakterisieren wir das Enzym L-Asparaginase aus S. cerevisiae . Die Ergebnisse zeigen, dass dieses Protein die Leukämiezellen mit einer niedrigen Zytotoxizität gegenüber gesunden Zellen effizient vernichten kann."

Gisele Monteiro

Das Team plant nun, in vitro Studien von L-Asparaginase aus Hefe durchzuführen, um ein besseres Verständnis seiner Toxizität in verschiedenen Zelltypen sowie die Immunantwort auf das Enzym zu gewinnen.

Wenn solche Studien Versprechen zeigen, würden die Forscher dann gerne sehen, wie Hefe-abgeleitete L-Asparaginase in Tiermodellen von ALL durchführt.

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