Tumorsko mikrookolje regulira napredovanje tumorjev in širjenje raka po telesu. Tarčenje celic, ki obkrožajo rakaste celice bi lahko tako pomembno izboljšalo učinkovitost obstoječih terapij zdravljenja raka. V tem članku smo pokazali, da lahko magnetne nanodelce enkapsulirane v liposome pod vplivom zunanjega magneta tarčimo v tumor in tumorsko mikrookolje. Zaradi izrednih T2 kontrastnih lastnosti (r2=5731286 s(1) mM(1)) teh feriliposomov s premerom cca 95 nm smo lahko obenem spremljali dostavo zdravil in vivo na neinvaziven način. Obenem smo uspeli z uporabo feriliposomov napolnjenih z zdravilom vizualizirati tarčenje tumorskega mikrookolja in zajetje modelne učinkovine v celice. Z uporabo feriliposomov smo tudi uspešno dostavili inhibitor katepsinov v tumor prsne žleze in njegovo mikrookolje pri miškah in na ta način pomembno zmanjšali velikost tumorja v primerjavi s sistemsko dostavo istega inhibitorja brez tarčenja.
COBISS.SI-ID: 25057831
Raziskave na področju proteaz so v zadnjem desetletju doživele velik razmah, kar je povezano predvsem z izjemno hitrim razvojem novih tehnologij, kot npr. kvantitativne proteomike in in vivo imaginga ter intenzivne uporabe in vivo modelov. To je vodilo do identifikacije fizioloških substrates in povzročilo premik v načinu razmišljanja od koncepta proteaz kot encimov odgovornih za razgradnjo proteinov do koncepta proteaz kot ključnih signalnih molekul. Kljub temu smo še vedno na začetku razumevanja signalnih poti, ki jih uravnavajo proteaze. Do sedaj smo namreč identificirali le majhen delež pravih fizioloških substratov za omejeno število proteaz. Prav tako ne razumemo dobro niti fiziološke regulacije proteaz, niti ne poznamo povezav z drugimi signalnimi sistemi. Zato so v zbirnem članku osvetljeni trenutni izzivi na področju raziskav proteaz.
COBISS.SI-ID: 25737767
V članku na modelu katepsina K, poglavitne peptidaze v razgradnji kolagenskih vlaken kosti in ene najobetavnejših tarč za zdravljenje osteoporoze, opisujemo napoved alosteričnih mest v papainu podobnih cisteinskih peptidazah s kombinacijo računalniških metod. Z računalniško podprtim iskanjem po knjižnicah kemijskih spojin identificiramo spojino NSC13345 kot prvi alosteričen inhibitor katepsina K in jo podrobno okarakteriziramo s strukturnega in funkcijskega vidika. S kristalno strukturno kompleksa katepsina K in NSC13345 pokažemo, da se spojina dejansko veže na računalniško napovedano mesto, ki ga s tem identificiramo kot novo alosterično mesto na katepsinu K. Spojino okarakteriziramo kot delni inhibitor hidrolize sintetičnih substratov in azokazeina ter popoln inhibitor hidrolize kolagena tipa I, najpomembnejšega naravnega substrata katepsina K. Ti rezultati kažejo, da je spojina NSC13345 odličen kandidat za razvoj učinkovin za zdravljenje osteoporoze.
COBISS.SI-ID: 1678895
Za lipidirane FRET sonde za proteaze je bilo pokazano, da se lahko internalizirajo v tarčne celice in omogočijo detekcijo proteaz. V tem delu smo razvili nepeptidno FRET sondo za katepsin S, proteazo, ki jo izločajo makrofagi v tumorskem mikrookolju. Pokazali smo, da katepsin S uspešno in selektivno cepi sondo tako v celičnem modelu kot in vivo v mišjem modelu raka, pri čemer se je signal sonde akumuliral pretežno v tumorskem tkivu in ne v organih kot npr. jetra in pljuča. Ta sonda tako predstavlja obetaven prototip za detekcijo tumorjev pri ljudeh v prihodnosti.
COBISS.SI-ID: 27739175
Katepsin B je lizosomska cisteinska proteaza, ki se med razvojem tumorja specifično preusmeri na površino tumorskih celic in v zunajceličnino. V tem delu opisujemo razvoj biokompatibilnih liposomskih nanoprenašalcev, LNC-NS-629, na katere je pripet specifičen inhibitor katepsina B. Ex vivo in in vivo študije so potrdile, da LNC-NS-629 selektivno cilja tumorske celice in celice strome, ki nanodelce selektivno internalizirajo. S tem pristopom smo potrdili, da ciljanje katepsina B predstavlja zelo obetaven pristop k diagnosticiranju in zdravljenju raka.
COBISS.SI-ID: 27932455