V preglednem članku razpravljamo o prihodnosti katepsinov pri odkrivanju novih zdravil. Osredotočili smo se na vnetne bolezni, saj je skupna značilnost tovrstnih obolenj povišana aktivnost katepsinov zaradi spremenjene regulacije imunskega sistema. Od odkritja ključne vloge katepsina K pri kostni resorpciji so zato številna farmacevtska podjetja raziskovala cisteinske katepsine kot tarče za zdravila. Priča smo tudi prvim kliničnim rezultatom tarčenja katepsinov z aktivnostnimi sondami in substrati, kjer je namen doseči molekularno diagnostično slikanje naslednje generacije. V kliničnih raziskavah so tudi številni konjugati protitelo-zdravilo, kjer aktivacija zdravil poteka v odvisnosti od katepsinov. Poleg tega pa je nedavno postalo jasno, da so katepsini ustrezne tarče za tarčno dostavo zdravil.
COBISS.SI-ID: 30708775
Cisteinski katepsini pogosto prispevajo k napredovanju raka zaradi njihovega prekomernega izražanja v tumorskem mikrookolju, zaradi česar so privlačne tarče za neinvazivno diagnostično slikanje, a je bil razvoj visokoselektivnih in uporabnih nizkomolekularnih sond za katepsine v preteklosti otežen. V tej raziskavi smo tarčili tumorski katepsin B z načrtovanimi protein iz ankirinskih ponovitev (DARPini). Selektivni DARPin 8h6 je inhibiral katepsin B s pikomolarno afiniteto (Ki = 35 pM), pri čemer se je vezal na mesto z nizko strukturno ohranjenostjo v katepsinih, kar smo potrdili s kristalno strukturo kompleksa. DARPin 8h6 je zaviral aktivnost katepsina B v turmojih ex vivo, poleg tega pa smo DARPin uspešno uporabili za in vivo optično slikanje v dveh mišjih modelih raka dojke, kjer je bil katepsin B vezan na celično membrano tumorskih ali stromalnih celic, ali pa so ga te celice izločale v zunajcelično okolje. Naš pristop potrjuje, da je katepsin B obetavna tarča za diagnostiko in teranostiko v raku in ostalih vnetnih boleznih.
COBISS.SI-ID: 30708007
V tem delu smo razvili zelo občutljiv in prilagodljiv donor/akceptor par, ki ga lahko uporabimo za študij substratne specifičnosti cisteinskih, serinskih in metaloproteaz. Novi par sestoji iz 7-amino-4-karbamoilmetilkumarina (ACC) kot fluorofora in 2,4-dinitrofenil-lizina (Lys(DNP)) kot dušilca fluorescence. Tako smo na primeru kaspaz 3, 7 in 8, nevtrofilne elastaze, legumaina in dveh metaloproteaz matriksa (MMP2 in 9) pokazali, da so substrati, ki vsebujejo ta donor/akceptor par, 7-10 krat bolj občutljivi kot konvencionalni substrati z aminometilkumarinom kot fluoroforom. To pa bi lahko omogočalo aplikacije za praktično vse skupine proteaz.
COBISS.SI-ID: 30288167