Ученым удалось увеличить выработку нескольких важных гормонов в лабораторных условиях
Сотрудники лаборатории биоинженерии клеток млекопитающих ФИЦ Биотехнологии РАН разработали метод, позволяющий значительно повысить выработку гликопротеиновых гормонов в клетках яичника китайского хомячка (CHO). Эти гормоны, включая тиреотропный (ТТГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ) и хорионический гонадотропин (ХГ), играют ключевую роль в обмене веществ, овуляции, формировании плаценты, половом созревании и других процессах. Они широко применяются в терапии бесплодия и диагностике рака щитовидной железы. Однако их промышленное производство является сложным и дорогостоящим из-за сложной структуры, включающей альфа- и бета-цепи.
Исследование, опубликованное в журнале PeerJ, было посвящено поиску способов увеличения выработки этих гормонов в клетках CHO. Ученые сосредоточились на оптимизации сигнальных пептидов — аминокислотных последовательностей, которые играют роль «метки для экспорта» белков.
Ранее уже были созданы линии клеток-продуцентов для производства ФСГ и ХГ, но они преимущественно секретировали альфа-цепи, что ограничивало эффективность производства. В новой работе исследователи предположили, что проблема заключается в неоптимальных сигнальных пептидах бета-цепей.
«Большую роль в работе сыграли молодые ученые Центра, которые успешно применяют фундаментальные результаты для решения практических задач. Первый автор статьи, Мария Синегубова, сейчас находится в командировке у нашего индустриального партнера, где помогает наладить биофармацевтическое производство другого терапевтического белка. Второй автор, Денис Колесов, который выполнил ряд вошедших в статью экспериментов в рамках дипломной работы, недавно успешно поступил в аспирантуру Центра и продолжает исследования путей модификации генома клеток млекопитающих для их применения в производстве терапевтических белков» заведующий лабораторией биоинженерии клеток млекопитающих ФИЦ Биотехнологии РАН Иван Воробьев.
Для решения этой задачи были протестированы 16 вариантов генетических конструкций, кодирующих четыре гормона с разными сигнальными пептидами. Наиболее эффективным оказался сигнальный пептид из человеческого сывороточного альбумина, который позволил значительно увеличить продуктивность клеток: на 60 % для ХГ, в 4 раза для ЛГ и в 13 раз для ТТГ по сравнению с использованием «родных» сигнальных пептидов.
Важную роль в исследовании сыграли молодые ученые Центра. Мария Синегубова, первый автор статьи и Денис Колесов, второй автор, выполнивший ключевые эксперименты в рамках дипломной работы, продолжает исследования в аспирантуре, изучая модификации генома клеток млекопитающих для производства терапевтических белков.
Разработанный метод открывает новые возможности для более эффективного и экономичного производства гликопротеиновых гормонов, что может значительно улучшить их доступность для медицинских целей.