Odcinanie dopływu krwi do komórek nowotworowych
Heparanaza jest enzymem oddziałującym na siarczan heparanu (ang. HS, heparan sulphate) i uwalniającym czynniki wzrostu zaangażowane w procesy proliferacji komórek nowotworowych, angiogenezy oraz powstawania przerzutów. Angiogeneza, czyli rozwój naczyń krwionośnych zaopatrujących komórki nowotworowe, jest zasadniczym warunkiem rozrostu guza, a następnie powstawania przerzutów, gdy następuje rozsiew komórek nowotworowych do innych obszarów organizmu. W celu opracowania odpowiednich inhibitorów angiogenezy niezbędne jest określenie złożonych sekwencji siarczanu heparanu i innych cząsteczek o podobnej strukturze. Zastosowanie jednowymiarowej spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR) jest ograniczone ze względu na występujące nakładanie się sygnałów. Zespół badaczy w Instytucie Badań Chemicznych i Biochemicznych G. Ronzoni we Włoszech przeprowadził badania metodą pojedynczej heterojądrowej koherencji kwantowej (ang. HSQC, heteronuclear single quantum coherence), uzyskując wynik dwuwymiarowy. Badacze odkryli, że przy właściwych sygnałach uzyskiwano odpowiednią wysoką rozdzielczość dla pomiarów ilościowych z zastosowaniem metody HSQC. Metodę tę oceniono pod kątem określania struktury cząsteczek heparyny oraz siarczanu heparanu, w których zaszły reakcje substytucji. Cząsteczki imitujące siarczan heparanu uzyskiwano przez zastępowanie reaktywnych grup bocznych grupami siarczanowymi. Niektóre z tych cząsteczek były z powodzeniem wykorzystywane jako inhibitory heparanazy w celu powstrzymania progresji śmiertelnego szlaku biochemicznego. Ta sama grupa badaczy opracowała także wiarygodną metodę badawczą służącą do określania stopnia cięcia cząsteczki substratu przez heparanazę. Jest to metoda ciągłej chromatografii cieczowej/spektrometrii mas, w której stosuje się stężenia nanomolarne i nie jest konieczne użycie znaczników radioaktywnych ani fluoroforów. Stwierdzono, że cięcie następuje po określonej sekwencji pentasacharydowej, nawet jeśli nie wchodzi ona w skład większej cząsteczki cukru. Ponadto sekwencja ta jest dostępna w postaci produktu handlowego i dlatego może być stosowana jako substrat zastępujący siarczan heparanu, który trudno zsyntetyzować lub trzeba uzyskać ze zwierząt. Pomyślny rozwój leków przeciwnowotworowych opartych na cząsteczkach naśladowczych może przynieść w rezultacie specyficzny, nieinwazyjny sposób leczenia raka. Wyniki pracy zespołu obejmują zatem kilka potencjalnych etapów stosowania i testowania molekularnych inhibitorów angiogenezy.