ストーリー

エヴァン・ロビンソン著 '23

2023 年 8 月 14 日

研究と発見

ハミルトンの学生 4 人と化学准教授のマックス マジレックは最近、ユティカに拠点を置く生物医学研究機関と提携して、画像ツールとして使用すると生命を脅かす病気の検出方法に革命を起こす可能性がある治療用タンパク質を作成するためのより安全で持続可能な方法を開拓しました。

ハミルトンチーム（キンバリー・チェイス 24 年、ジョセフ・クボシク 24 年、ライアン・ラーマン 24 年、ルーク・コーエン・アベレス 23 年）は、ユティカのフリーメーソン医学研究所（MMRI）と協力しました。キャンパス。 アテローム性動脈硬化症と呼ばれる心血管疾患を診断するために考案されたこの新しいプロセスは、他の合成法の有害な副産物を生じることなく、有用なペプチド分子を生成します。

ハミルトンとMMRIの研究チームは、「この反応を達成するために一般に必要とされる酸化剤と呼ばれる有毒化合物の使用を回避する」治療用タンパク質（FTP11分子）を作成する方法を発見したとマックス・マジレック氏は述べた。 代わりに、新しい方法では音波によって粒子を撹拌する機械であるソニケーターを使用します。

アテローム性動脈硬化症は、世界で最も一般的な死因の 1 つであり、米国では主な死因となっています。アテローム性動脈硬化症は、動脈壁にプラークが蓄積することによって引き起こされます。 この蓄積により血流が制限され、動脈が狭くなり硬化し、場合によっては血栓、心臓発作、脳卒中を引き起こすことがあります。 アテローム性動脈硬化は心臓で起こることが多いですが、体内のあらゆる動脈に影響を与える可能性があります。

「私たちは化合物を比較的少量の溶媒に溶かし、音響エネルギーを当てます。これが化学反応に重要な酸素を混ぜ込むのに役立つと考えています」とマジレック氏は説明した。

酸素は、ペプチド合成の重要な段階であるジスルフィド架橋を作成するために必要です。 FTP11 ペプチドはアテローム性動脈硬化症を治療するものではありませんが、色素に結合させて動脈内のフィブリンと血小板の沈着を画像化するために使用できます。 フィブリンタンパク質と血小板細胞は、血栓の 2 つの主成分です。 したがって、FTP11はリスクのある患者を診断するために使用される「画像ツール」であるとラーマン氏は述べた。

反応における重要なステップの 1 つは環化です。 マジレック氏によると、これは合成の最後の段階で、ペプチドが分子の一方の端がもう一方の端に結合して環を形成するときに起こります。 「これよりもはるかに複雑ですが、糸が円になるようなものです。」と彼は言いました。

環化がいつ完了するかを知るために、研究チームは高速液体クロマトグラフィー質量分析 (HPLC-MS) 装置を使用して化学物質の組成を測定しました。 彼らは反応混合物からアリコート、つまり代表的なサンプルを採取し、HPLC-MS に入れ、ペプチドの何パーセントが環化したかを示しました。

脂肪、コレステロール、その他の物質は、アテローム性動脈硬化の原因となるプラークを構成します。 症状がかなり重篤になるまで症状は現れないため、積極的に対処することが最善です。アテローム性動脈硬化症は薬で治療できますが、健康的なライフスタイルを維持することは、危険なプラーク蓄積のリスクを軽減するのに役立ちます。

この方法が可能であるという最初の観察は MMRI で発生しました。 そこから、ハミルトンのチームは、後に医療目的に応用できる可能性のある FTP11 ペプチドの開発に焦点を当てました。 「私の研究室では新しい化学反応を開発しています」とマジレック氏は語った。 これらの反応（この場合はジスルフィド架橋の形成）を促進するために、学生たちは主にペプチドサンプルの調製、HPLC-MS のセットアップ、環化状態のモニタリングを担当しました。

「[学生たちは]必要な機器のいくつかと、私たちが使用した実験方法のいくつかを使用する専門家になりました。」

研究プロセスのあらゆる段階に参加したおかげで、学生たちは、通常は通常の授業では使用されない HPLC-MS などの機械の有能なユーザーになりました。 「彼らは、必要な機器のいくつかと、私たちが使用した実験方法のいくつかを使用する専門家になりました」とマジレック氏は言いました。 「彼らは多くのことを自分たちでやりました。」