如何確定癌細胞是否對化療藥物產(chǎn)生反應(yīng)？相信不僅醫(yī)生想知道，患者更想知道。8月7日，麻省理工學(xué)院官網(wǎng)報道了一種可“辨色識癌”的神奇?zhèn)鞲衅?mdash;—通過識別該傳感器與體內(nèi)過氧化氫反應(yīng)時的顏色就能揭示這些化療藥物的預(yù)期效果！
同日，《Nature Communications》雜志也以“Monitoring the action of redox-directed cancer therapeutics using a human peroxiredoxin-2-based probe”為題發(fā)表了這項新技術(shù)。
追蹤過氧化氫
癌細胞會經(jīng)常發(fā)生突變，導(dǎo)致新陳代謝失常，同時產(chǎn)生異常高的過氧化氫。一旦過氧化氫過量，就會損傷細胞，因此癌細胞變得高度依賴于清除細胞中過氧化氫的抗氧化系統(tǒng)。很多藥物研發(fā)者會基于抑制抗氧化系統(tǒng)或進一步提高過氧化氫的產(chǎn)量進行新藥開發(fā)。
但是據(jù)通訊作者、麻省理工學(xué)院化學(xué)工程副教授Hadley Sikes說：“臨床試驗發(fā)現(xiàn)這些藥物往往只對一些病人有效，而對其他病人無效。因此需要一種工具高效檢測哪些病人對藥物產(chǎn)生反應(yīng)，哪些不會，這樣才能提高新藥研發(fā)速度。”
為了實現(xiàn)這一目標，Sikes著手設(shè)計一種傳感器，它能夠靈敏檢測人體細胞內(nèi)的過氧化氫，使科學(xué)家能夠測量細胞對這些藥物的反應(yīng)。
這一過氧化氫傳感器基于一種提取自微生物的轉(zhuǎn)錄因子，當(dāng)它們與過氧化氫反應(yīng)時會發(fā)出熒光。Sikes及其同事試圖在人類細胞中使用這些物質(zhì)，但很快發(fā)現(xiàn)它們對檢測的過氧化氫范圍不敏感，這導(dǎo)致他們開始尋找能夠完成這項任務(wù)的人類蛋白質(zhì)。
通過對隨著過氧化氫的增加而被氧化的人類蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種過氧化物酶，它控制著大多數(shù)人類細胞與該分子的反應(yīng)。而這種酶的功能之一正是檢測過氧化氫水平的變化。
接下來，主要研究者Troy Langford在酶的兩端分別添加綠色和紅色兩種熒光蛋白分子，研究人員可通過向細胞發(fā)出的顏色來檢測這種轉(zhuǎn)變是否發(fā)生:如果未檢測到過氧化氫，則這種光只保持綠色；如果存在過氧化氫（即當(dāng)抗癌藥物/療法生效），傳感器結(jié)構(gòu)會隨之改變，使細胞發(fā)出紅光。
成功預(yù)測
隨后，研究人員在兩種類型的人類癌細胞中測試了新傳感器：一種是他們知道對氧化還原藥物蓽茇酰胺敏感的，另一種對現(xiàn)有藥物耐受。傳感器顯示，前者細胞中的過氧化氫水平上升（呈現(xiàn)紅色），后者依舊保持綠色。
Sikes指出，未來這種傳感器有兩個主要用途：一是篩選現(xiàn)有藥物的文庫，或可能用作藥物的化合物，以確定它們是否具有增加癌細胞過氧化氫濃度的預(yù)期效果；二是在患者接受此類藥物之前對其進行篩選，看看這些藥物是否能成功治療每個患者的腫瘤。目前他們正在試驗這兩種方法。
參考資料：
Sensor could help doctors select effective cancer therapy
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