Войти
Трансцитоз (также известный как цитопемпсис ) - это тип трансцеллюлярного транспорта в котором различные макромолекулы перемещаются по внутренней части ячейки. Макромолекулы захватываются везикулами на одной стороне клетки, протягиваются через клетку и выбрасываются на другой стороне. Примеры транспортируемых макромолекул включают IgA, трансферрин и инсулин. Хотя трансцитоз чаще всего наблюдается в эпителиальных клетках, этот процесс также присутствует в других местах. Кровь капилляры являются хорошо известным местом трансцитоза, хотя он встречается и в других клетках, включая нейроны, остеокласты и М-клетки кишечника.
Регуляция трансцитоза сильно различается из-за множество различных тканей, в которых наблюдается этот процесс. Выявлены различные тканеспецифические механизмы трансцитоза. Брефельдин A, широко используемый ингибитор транспорта ER -в- аппарата Гольджи, как было показано, ингибирует трансцитоз в клетках почек собаки, что дало первые подсказки относительно природы регуляции трансцитоза. Также было показано, что трансцитоз в клетках почек собаки регулируется на апикальной мембране с помощью Rab17, а также Rab11a и Rab25. Дальнейшая работа с клетками почек собаки показала, что сигнальный каскад, включающий фосфорилирование EGFR с помощью Yes, что приводит к активации Rab11FIP5 с помощью MAPK1 активирует трансцитоз. Было показано, что трансцитоз подавляется комбинацией прогестерона и эстрадиола с последующей активацией, опосредованной пролактином в кроличьей молочной железе во время беременность. В щитовидной железе, трансцитоз фолликулярных клеток положительно регулируется ТТГ. Было показано, что фосфорилирование кавеолина 1, индуцированное перекисью водорода, имеет решающее значение для активации трансцитоза в легочных сосудах. ткань. Таким образом, можно сделать вывод, что регуляция трансцитоза - сложный процесс, который варьируется в зависимости от ткани.
Благодаря функции трансцитоза как процесса, транспортирующего макромолекулы через клетки, он может быть удобным механизмом, с помощью которого патогены могут проникать в ткань. Было показано, что трансцитоз имеет решающее значение для проникновения Cronobacter sakazakii через эпителий кишечника, а также через гематоэнцефалический барьер. Было показано, что Listeria monocytogenes проникать в просвет кишечника посредством трансцитоза через бокаловидные клетки. токсин шига, секретируемый энтерогеморрагической E.coli, как было показано, трансцитозируется в просвет кишечника. Из этих примеров можно сказать, что трансцитоз имеет жизненно важное значение для процесса патогенеза различных инфекционных агентов.
Фармацевтические компании, такие как Lundbeck, в настоящее время изучают возможность использования трансцитоза в качестве механизма транспортировки терапевтических препаратов через кровь-мозг человека. барьер (BBB). Использование собственного транспортного механизма организма может помочь преодолеть высокую селективность ГЭБ, который обычно блокирует поглощение большинства терапевтических антител мозгом и центральной нервной системой (ЦНС). Фармацевтическая компания Genentech после синтеза терапевтического антитела, которое эффективно ингибирует ферментативную функцию BACE1, столкнулась с проблемами передачи адекватных эффективных уровней антитела в головном мозге. BACE1 - это фермент, который превращает белки-предшественники амилоида в пептиды амилоид-β, включая те виды, которые объединяются с образованием амилоидных бляшек, связанных с болезнью Альцгеймера.
Молекулы транспортируются через эпителиальный или эндотелиальный барьер посредством один из двух маршрутов: 1) трансклеточный путь через внутриклеточный компартмент клетки или 2) параклеточный путь через внеклеточное пространство между соседними клетками. Трансклеточный путь также называется трансцитозом. Трансцитоз может быть опосредованным рецептором и состоять из трех стадий: 1) рецептор-опосредованный эндоцитоз молекулы на одной стороне клетки, например просветная сторона; 2) движение молекулы через внутриклеточный компартмент обычно внутри эндосомной системы; и 3) экзоцитоз молекулы во внеклеточное пространство на другой стороне клетки, например аблюминальная сторона.
Трансцитоз может быть как однонаправленным, так и двунаправленным. Однонаправленный трансцитоз может происходить избирательно в направлении от просвета к просвету или в обратном направлении от направления от просвета к просвету.
Трансцитоз является заметным в мозговом микрососудистом пептиде и транспорте белков, потому что эндотелий микрососудов мозга, который формирует гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) in vivo, экспрессирует уникальный эпителиоподобный -сопротивление герметичные соединения. Эндотелиальные плотные соединения головного мозга практически исключают параклеточный путь транспорта растворенных веществ через стенку эндотелия микрососудов в головном мозге. Напротив, эндотелиальный барьер в периферических органах не выражает плотных контактов, и движение растворенных веществ по параклеточному пути заметно на эндотелиальном барьере в органах, отличных от головного или спинного мозга.
Рецептор-опосредованный трансцитоз или RMT через BBB является потенциальным путем для доставки лекарств в мозг, особенно для биологических лекарств, таких как рекомбинантные белки. Нетранспортное лекарство или терапевтический белок генетически слит с белком-переносчиком. Белок-переносчик может быть эндогенным пептидом или пептидомиметическим моноклональным антителом, которое подвергается RMT через BBB посредством транспорта на эндотелиальных рецепторах мозга, таких как рецептор инсулина или рецептор трансферрина. Белок-переносчик действует как молекулярный троянский конь, доставляющий в мозг терапевтический белок, который генетически слит с рецептор-специфическим белком троянского коня.
Троянские кони с моноклональными антителами, нацеленные на инсулин BBB или рецептор трансферрина, уже более 10 лет разрабатывают лекарства в ArmaGen, Inc., биотехнологической компании в Лос-Анджелесе. ArmaGen разработала генно-инженерные антитела против рецепторов инсулина и трансферрина и объединила с этими антителами различные терапевтические белки, включая лизосомальные ферменты, терапевтические антитела, рецепторы-ловушки и нейротрофины. Эти терапевтические белки сами по себе не пересекают ГЭБ, но после генетического слияния с антителом к троянскому коню терапевтический протеин проникает через ГЭБ со скоростью, сравнимой с небольшими молекулами. В 2015 году ArmaGen станет первой компанией, которая начнет клинические испытания на людях слитых белков троянского коня BBB, которые доставляют белковые препараты в мозг посредством пути трансцитоза. Заболевания человека, изначально нацеленные на ArmaGen, представляют собой лизосомные болезни накопления, которые отрицательно влияют на мозг. Унаследованные заболевания создают состояние, при котором не вырабатывается определенный лизосомальный фермент, что приводит к серьезным заболеваниям мозга, включая умственную отсталость, поведенческие проблемы, а затем и деменцию. Хотя недостающий фермент может быть произведен фармацевтическими компаниями, само по себе ферментное лекарство не лечит мозг, поскольку сам по себе фермент не проникает через ГЭБ. ArmaGen модернизировал недостающий лизосомальный фермент в слитный белок троянского коня и фермента, который пересекает ГЭБ. Первые клинические испытания новой технологии гибридных белков троянского коня будут направлены на лечение мозга при лизосомных нарушениях накопления, включая одно из мукополисахаридоза типа I заболеваний (MPSIH), также называемого синдромом Гурлера и МПС типа II, также называемого синдромом Хантера.
. Исследователи Genentech предложили создать биспецифическое антитело, которое могло бы связываться с мембраной ГЭБ, индуцировать опосредованный рецепторами трансцитоз и высвобождаться на другая сторона в мозг и ЦНС. Они использовали мышиное биспецифическое антитело с двумя активными сайтами, выполняющими разные функции. Одно плечо имело низкоаффинный сайт связывания рецептора трансферрина, который индуцирует трансцитоз. Сайт связывания с высоким сродством может привести к тому, что антитело не сможет высвобождаться из мембраны BBB после трансцитоза. Таким образом, количество переносимого антитела зависит от концентрации антитела по обе стороны от барьера. Другое плечо имело ранее разработанный высокоаффинный сайт связывания анти-BACE1, который подавлял бы функцию BACE1 и предотвращал образование амилоидных бляшек. Genentech смогла продемонстрировать на моделях мышей, что новое биспецифическое антитело может достигать терапевтических уровней в головном мозге. Метод компании Genentech по маскировке и транспортировке терапевтического антитела путем присоединения его к активатору трансцитоза, опосредованному рецепторами, получил название метода «троянского коня».
