enfoque de microchip para visualizar las proteínas de cáncer de mama humano

Nuevo kit de herramientas ayuda a examinar los mecanismos moleculares de la enfermedad humana

Virginia Tech

Virginia Tech Research Institute Carilion científico Deborah Kelly desarrolla herramientas para mirar en el mundo activo de cáncer más cells.view

Crédito: Virginia Tech

Una fotografía puede revelar cómo se ve algo, pero la observación directa puede revelar cómo se comportan los objetos. La diferencia puede significar la vida o la muerte, especialmente cuando se trata de combatir las enfermedades humanas.

Para ayudar a los investigadores examinar exactamente cómo las enfermedades humanas funcionan a nivel molecular, Virginia Tech Carilion Investigación Institutescientist Deborah Kelly ha desarrollado un nuevo conjunto de herramientas para mirar al mundo activo de las células cancerosas con una resolución sin precedentes.

Kelly y su equipo publicaron las instrucciones inScientific Reports, una revista de acceso abierto desde el grupo editorial Nature.

“Una alta resolución instantánea única de una proteína aislada sólo puede decirnos tanto, en la salud o la enfermedad”, dijo Kelly, quien también es profesor asistente de ciencias biológicas en Virginia Tech’sCollege de la Ciencia. “Podemos aprender mucho más acerca de cómo funciona una proteína y cómo su función podría ser cambiado en respuesta a una mutación genética si podemos ver cómo interactúa con otras moléculas.”

Kelly y su equipo desarrollaron el nuevo conjunto de herramientas para examinar, en detalle, la proteína BRCA1 y sus partes asociadas en un ambiente casi nativo. Los científicos recogieron la proteína y los conjuntos de proteínas a partir del material nuclear de las células de cáncer de mama humano.

“Esta es la primera demostración de nuestra tecnología, que nos permite visualizar directamente los complejos macromoleculares de regulación en las células cancerosas derivadas de pacientes humanos,” dijo Kelly. “Hemos elegido inicialmente para estudiar la proteína BRCA1 precisamente porque representa alrededor de un cuarto de mama y de ovario genética, y su función es aún tan poco conocido.”

En las células humanas, BRCA1 es una proteína supresora tumoral que ayuda a reparar el material genético dañado cuando las células crecen y se dividen. BRCA1 ayuda corrige las plantillas de ADN y trabaja para corregir errores.

Las mutaciones en los genes BRCA1 interrumpen los procesos celulares normales que regulan el crecimiento y la división adecuada. Las acciones equivocadas resultantes en el crecimiento celular, debido a BRCA1 mutado están fuertemente correlacionados con cáncer de mama y de ovario.

“La manera en que los genes BRCA1 trabaja en conjunto con otros tipos de maquinaria proteína está mal definida a nivel molecular”, dijo Kelly. “Y las estructuras tridimensionales de complejos que contienen BRCA1 están insuficientemente investigados, a pesar de la potencial importancia clínica importante.”

Los científicos saben que la proteína BRCA1 puede asociar con otros socios de unión a proteínas para ayudar en la protección genómico.

“Es muy importante para comprender mejor estas asociaciones y cómo va mal en estos eventos altamente reguladas, que en última instancia, juegan un papel importante en el desencadenamiento del proceso de cáncer de cosas”, dijo Kelly.

Kelly y su equipo desarrollaron el conjunto de herramientas basadas en microchip para examinar el material genético contenido en las células de cáncer de mama.

Ellos prepped el material genético y lo aplicaron a los microchips recubiertas con anticuerpos contra la proteína BRCA1. Los anticuerpos contratado específicamente los conjuntos de proteína BRCA1 que fueron atados a la superficie del microchip.

Una vez que los complejos de proteínas fueron atados en su lugar, los investigadores pudieron imagen usando alta resolución crio-microscopía electrónica y obtener una mirada más cercana a la naturaleza de las interacciones proteína.

“El uso de enfoques innovadores biofísicas para estudiar los complejos de proteínas activas, el Dr. Kelly y su equipo han arrojado nueva luz sobre cómo las mutaciones se encuentran comúnmente asociados con el cáncer de mama en el impacto gen BRCA1 su interacción con los componentes de la maquinaria transcripcional,” dijo Amy H. Bouton , profesor de la Universidad de Virginia de la microbiología, inmunología y biología del cáncer, que no participó en la investigación.

“Este es un importante paso adelante en la comprensión de cómo las mutaciones en BRCA1 comunes pueden afectar las funciones celulares críticas que pueden conducir al cáncer de mama”, agregó Bouton. “Debido a que este enfoque se puede aplicar a muchos otros complejos de proteínas asociadas con los estados normales y patológicos, el impacto de este trabajo será finalmente sintió mucho más allá del campo del cáncer de mama.”

No sólo el kit de herramientas permite Kelly y su equipo para visualizar BRCA1 a partir de células cancerosas humanas derivadas, pero también permitió que lo hagan – la aparición de grietas abiertas las células para ver las proteínas – en aproximadamente 95 minutos. Esto se compara con las múltiples días requeridos por métodos más tradicionales, que tienen una tasa de éxito menor con visualización limitada.

“El Dr. Kelly y su equipo han hecho un avance importante en la medicina molecular mediante el desarrollo de este nuevo conjunto de herramientas para investigar ensamblaje de proteína nativa formados en el contexto de las enfermedades humanas”, dijo Michael Friedlander, director ejecutivo del Instituto de Investigación de Tecnología Carilion Virginia. “Este avance tiene el potencial de abrir la investigación del cáncer a un nuevo nivel de investigación, con la posibilidad de proporcionar nuevas dianas terapéuticas y estrategias de focalización basado en alta resolución, imágenes moleculares de alta especificidad.”

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