近日，來自維也納的生物模擬專家Chris Oostenbrink等人首次分析了癌症抗體藥物nivolumab和pembrolizumab的作用機制，發現這些微小的分子運動具有關鍵意義。該研究已經發表在《Cancer》雜誌上。
人體免疫系統可以保護人體免受細菌，病毒和癌細胞等受損細胞的侵害。專門的免疫細胞，例如自然殺傷細胞（NK細胞），可以共同識別並消除這些威脅。有時，這些殺傷細胞會無意中靶向健康細胞，這可能導致嚴重的自身免疫反應。如果發生這種情況，免疫系統將採取一種安全措施，即所謂的「程序性細胞死亡」（細胞凋亡）。當內源性表面分子PD-L1與殺傷細胞PD-分子上表達的受體結合時，就會觸發這種情況。在此過程中，（免疫檢查點）受體的作用類似於緊急關閉開關。如果細胞受到錯誤攻擊，它們會產生PD-L1分子併到達殺傷細胞，從而殺死它們。癌細胞也能夠表達PD-L1，並且這些細胞與檢查點結合，從而導致殺傷細胞死亡並使腫瘤生長。這正是現代免疫治療抗癌藥物（檢查點抑制劑）靶向的地方。
來自MedUni維也納生物模擬和生物信息研究所的醫學統計學，信息學和智能系統中心的Wolfgang Schreiner，同時還是MedUni維也納婦產科主任的婦科醫生Georg Pfeiler和HeinzKölbl以及來自Boku Vienna的Chris Oostenbrink等人，通過計算機模擬，在分子動力學模型中研究了天然PD-L1與用於治療各種癌症（例如乳腺癌，肺癌和黑色素瘤）的藥物之間的主要區別。在超級計算機上計算並數學分析了單個原子的運動及其相互影響。通過這種方式，可以確定天然分子PD-L1與藥物分子之間的分子運動之間的最小差異。
Schreiner解釋說：「幾乎可以近距離地和個人地對慢動作的分子的「面部表情」進行精確的數學評估。結果發現，PD-1分子的某些環以不同的方式變形，具體取決於他們有約束力的夥伴。」這些小的差異將由PD-1分子定向到殺傷細胞內部，並產生所需的效果，即，儘管藥物會與受體結合，但它們不會像天然表面分子PD-L1那樣激活受體。
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資訊出處：
Modern anti-cancer drugs work via tiny molecular motions
原始出處：
Bernhard Roither et al, Pembrolizumab Induces an Unexpected Conformational Change in the CC′-loop of PD-1, Cancers (2020). DOI: 10.3390/cancers13010005