Ligandomiikka työkalu kohdennetun hoidon kehitykseen. Kimmo Porkka ja Pirjo Laakkonen

Transkriptio

1 Omiikka Ligandomiikka työkalu kohdennetun hoidon kehitykseen Kimmo Porkka ja Pirjo Laakkonen Lääkehoidon kohdentaminen kudokseen, jossa vaikutusta tarvitaan, on ollut vuosikymmeniä niin tutkijoiden kuin käytännön lääkäreidenkin haave. Kohdentamista tarvitaan erityisesti syövän hoidossa, jossa käytetään pääosin toksisia lääkkeitä. Näiden lääkkeiden vaikutus kohdistuu vain osittain valikoivasti pahanlaatuisiin soluihin. Viime vuosina on eristetty peptidi- tai proteiinikirjastojen avulla peptidejä, jotka sitoutuvat verisuonitai kasvainsolujen pinnalla oleviin kudosspesifisiin reseptoreihin. Liittämällä»peptidiosoitelappu» lääkemolekyyliin hoito on mahdollista kohdistaa vain haluttuun elimeen tai kasvaimeen. Menetelmää voidaan käyttää kohdentamaan sekä tavanomaisia solunsalpaajia että uusia hoitoja, kuten angiogeneesin estäjiä, lääkkeitä, jotka indusoivat apoptoosia tai erilaistumista, sekä geenihoitoa. Tämä proteomiikan alue soveltuu myös hoidossa käytettävien molekyylien laajaan seulontaan. Ihmisen veri- ja imusuonten molekyylikartan selvittäminen on vuosikausien projekti, joka tehostaa lääkkeiden kehittämistä, tautien diagnostiikkaa ja potilaiden hoitoa. Geenien systemaattisilla ilmentymisanalyyseillä (ks. Monni, tässä numerossa) voidaan löytää molekyylejä, jotka ovat spesifisesti ilmentyneitä vain tietyssä kudoksessa. Osa näistä molekyyleistä on ehdokkaita täsmähoitojen kehittelytyössä. Parhaiten tavoitettavissa olevat kohteet sijaitsevat usein solukalvoilla (Santoni ym. 2000). Ekspressionalyysin perusteella on kuitenkin vaikea ennustaa esimerkiksi kudosspesifisten proteiinien tehtäviä, sijoittumista solun sisällä tai funktionaalisia ominaisuuksia. Nämä ovat kuitenkin keskeisiä seikkoja lääkkeiden kehittelyssä. Etenkin veressä kiertävien reseptoriligandien etsiminen tavanomaisilla geeni- tai proteiiniekspressiomenetelmillä on pulmallista. Näitä potentiaalisia lääkemolekyylejä voidaan seuloa käyttämällä suoneen ruiskutettuja, bakteriofagiin liitettyjä peptidi- ja proteiinikirjastoja. Kyseessä on rajattu ja kohdennettu proteomiikka: seulaan jää vain molekyylejä, jotka sitoutuvat verenkierron kautta saavutettavissa oleviin kohteisiin endoteelisolun pinnalla (ligandomiikka, kuva 1). Lisäksi mukana on affiniteettiselektio: etsitään ainoastaan ehdokasmolekyylejä, jotka sitoutuvat kaikkein tiukimmin kohdereseptoriinsa. Genomiikka Transkriptomiikka Proteomiikka Cellomics Ligandomiikka Kuva 1. Faagikirjastoseulonta (ligandomiikka) ja muut siihen läheisesti liittyvät omiikat. Duodecim 2002;118:

2 Tässä katsauksessa käsittelemme bakteriofageihin liitettyjen sattumanvaraisten peptidikirjastojen tai cdna-molekyyleistä tehtyjen genomisten proteiinikirjastojen käyttöä etsittäessä hoidollisesti hyödynnettäviä, lääkkeenomaisia kohdennusmolekyylejä koe-eläinten ja solujen avulla. Menetelmällä on lukuisa joukko muitakin sovelluksia, kuten solunsisäisten proteiiniproteiini-interaktioiden kartoitus, mutta niihin emme tässä puutu. Termillä peptidi- tai proteiinikirjasto tarkoitamme faageihin liitettyjä kirjastoja (faagikirjasto) ja niiden avulla tehtävää seulontaa (phage display). Kohteena proteiini, solu tai elin Peptidi- tai proteiinikirjastoja voidaan kloonata usean erityyppisen bakteriofagin perimään, ja ne ilmentyvät faagin pinnalla osana vaippa- tai häntäproteiinia. Yleisimmin käytetty faagi on filamenttifaagi M13, joka on luotettava ja pitkälle kehitetty seulontaväline. Toinen faagiseulontajärjestelmä perustuu T7-faagiin. Peptidikirjastot tehdään sattumanvaraisista oligonukleotideista, jotka kloonataan faagiplasmidiin. Kirjaston diversititeetti (erilaisten kloonien lukumäärä) on usein , ja yleensä seulonnan ensimmäisellä kierroksella käytetään faagin kirjastoa. Yleisimmin käytössä olevat kirjastot ovat 6 10 aminohapon mittaisia ja usein rikkisilloilla rajattuja (esimerkiksi CX 7 C, X = sattumanvarainen aminohappo, C = kysteiini). cdna-kirjastojen lähteenä voidaan käyttää lähetti-rna:ta eri kudoksista joko yksinään tai yhdistettynä. Näiden kirjastojen diversiteetti on pienempi ( ). Faagikirjastojen avulla voidaan valita sadoista miljoonista erilaisista peptideistä ainoastaan muutama, jotka sitoutuvat tiukasti kohdemolekyyleihinsä. Menetelmä kehitettiin alun perin vasta-aineiden epitooppia sitovien kohtien kartoittamiseen (Smith 1985), mutta käyttöalue on laajentunut siitä huomattavasti. Kirjastoseulonnan kohteena voi olla kuoppalevyn muoviin sidottu puhdistettu proteiini, proteiiniseos, solulysaatti, elävät solut tai jopa kokonainen elin elävässä koe-eläimessä. Menetelmän erityinen etu on siinä, että itse kohteen ei tarvitse olla tunnettu: spesifisesti sitoutuvia peptidiklooneja onkin käytetty hyväksi kohdesolukalvoreseptorien eristämisessä (Rajotte ja Ruoslahti 1999). Menetelmä soveltuu parhaiten kahden proteiinin välisen vuorovaikutuksen selvittämiseen, joskin myös esimerkiksi proteoglykaaneihin sitoutuvia peptidiklooneja on löydetty. Faagin pinnalla olevassa peptidissä tai proteiinissa ei ole eukaryoottisolujen posttranslationaalisia muokkauksia, joten esimerkiksi glykosyloitujen tai fosforyloitujen ligandien eristäminen faagikirjastoista ei ole mahdollista. Faagikirjastojen avulla tehtävä seulonta koostuu seuraavista vaiheista: liukoisen faagikirjaston inkubointi kohteen kanssa, sitoutumattomien faagikloonien poisto perusteellisen pesun avulla, sitoutuneiden faagikloonien irrotus kohteesta esimerkiksi bakteeri- tai deteregenttieluution avulla ja sitoutuneiden kloonien monistus isäntäbakteeriviljelmässä. Kuvassa 2 on esitetty tyypillinen seulonta käyttäen kohteena hiiren kudoksesta eristettyjä primaarisoluja. Faagikirjastojen käyttö in vivo Kaikkien kudosten verisuonten pinnalla on erityisiä»osoitemolekyylejä», joiden avulla esimerkiksi verisolut hakeutuvat tarkasti vain tiettyyn kohtaan elimistössä (Rajotte ym. 1998). Osa näistä kudosspesifisistä molekyyleistä on solukalvoreseptoreja, jotka sitovat sekä normaalia että pahanlaatuista kasvua sääteleviä liukoisia kasvutekijöitä. On mahdollista, että syöpäsolujen metastasointi tapahtuu osin samojen reseptorien avulla (Rajotte ja Ruoslahti 1999). Verisuonten osoitemolekyylejä voidaan hyödyntää kohdennettaessa suoneen annettavia lääkkeitä. Jos esimerkiksi sytotoksinen lääke kohdennetaan vain kasvainverisuoniin, on seurauksena endoteelisolujen kuolema ja kasvaimen kasvun pysähtyminen. Pahanlaatuiset kasvaimet ovat täysin riippuvaisia niitä ruokkivasta verisuonten uudismuodostuksesta (angiogeneesistä), joka on lupaava syövän hoidon kohde (Laurén ja Alitalo 2000). Kasvaimen verisuonistoon spesifisesti tarttuvia ligandeja voidaan löytää elävässä koe-eläimessä tehtävällä faagiseulonnalla. Menetelmä 1186 K. Porkka ja P. Laakkonen

3 Solususpensio Faagikirjasto tai rikastunut pooli Kohdekudos Uusi seulontakierros Pesu Irrotus ja monistus 2 5 kierroksen jälkeen Kuva 2. Faagikirjastoseulonnan periaate. Kohdekudoksen parenkyymi- tai endoteelisoluihin sitoutuvat faagikloonit on kehitetty Erkki Ruoslahden laboratoriossa Yhdysvalloissa (Pasqualini ja Ruoslahti 1996, Ruoslahti 2002). Siinä faagikirjastot ruiskutetaan koe-eläimen suoneen, ja lyhyen verenkiertoajan jälkeen kohde-elin eristetään ja homogenisoidaan, sitoutumaton faagipopulaatio poistetaan pesemällä ja sitoutuneet faagit irrotetaan ja monistetaan (kuva 3). Monistettu faagipopulaatio, joka on nyt rikastunut kohteeseen sitoutuvien kloonien suhteen, ruiskutetaan uudelleen suoneen ja edellä kuvattu toistetaan. Monistuskierroksia tarvitaan yleensä 3 5, minkä jälkeen alkuaan miljardista erilaisesta faagikloonista on valikoitunut tyypillisesti 1 10 kloonia, jotka tarttuvat vain haluttuun kohteeseen. Viime vuosina faagikirjastojen avulla on eristetty lukuisia peptidejä, jotka sitoutuvat spesifisesti tietyn elimen osoitemolekyyleihin. Kohdekudoksina ovat olleet sekä normaali että tuumorikudoksen endoteelisolukko eri elimissä. Liittämällä tuumoriendoteeliin spesifisesti hakeutuva syklinen NGR- tai RGD-peptidi doksorubisiini-solunsalpaajaan on konjugaatti onnistuttu ohjaamaan tehokkaasti ainoastaan rintasyöpäsolukkoon, jolloin doksorubisiinin pitoisuus ja täten toksisuus on muissa kudoksissa pieni (Arap ym. 1998). Seuraavana askeleena on konjugaatio täysin toisentyyppiseen molekyyliin. Siinä kohdentava osa koostuu tuumoriendoteelipeptidistä ja funktionaalinen osa proapoptoottisesta antibioottipeptidistä (KLAK- LAK) 2. Tämä kaksitoiminen lääkemolekyyli aiheuttaa solujen apoptoosin siirtymällä solukalvolta soluvälitilaan ja hajottaen mitokondriomembraaneja. Suoneen annettaessa seurauksena on syöpäkasvaimen regressio, joka johtuu endoteelisolujen kohdennetusta apoptoosista (Ellerby ym. 1999). Samaa menetelmää on sovellettu liittämällä eturauhasen endoteeliin tarttuva molekyyli antibioottipeptidiin, jolloin hiiren eturauhanen on saatu osittain tuhottua suoneen annettavalla lääkekonjugaatilla (»lääkkeellinen prostatektomia») (Arap ym. 2002a). Tämä on erittäin lupaava menetelmä, sillä uudenlaisia, entistä tehokkaampia apoptoosia indusoivia peptidejä on löydetty useita (Zasloff 2002). Faagikirjastoista löydetyt peptidit saattavat osoittautua myös suoraan hoidon kannalta merkittäviksi, kuten CTTHWGFTLC-peptidi, joka estää valikoivasti tuumoriangiogeneesissä keskeisiä matriksin metalloproteinaaseja (MMP-2 ja MMP-9) (Koivunen ym. 1999). Peptidejä, jotka estävät VEGF-verisuonikasvutekijän sitoutumisen solukalvoreseptoriin, on käytetty tehokkaana Ligandomiikka työkalu kohdennetun hoidon kehitykseen 1187

4 Aivot Syöpäkasvain Seulonta Monistus Monistus Aivojen endoteeliin sitoutuva faagiklooni Kasvainendoteeliin sitoutuva faagiklooni Kuva 3. In vivo -faagikirjastoseulonta. anti-angiogeneesihoitona kasvainmalleissa (Binetruy-Tournaire ym. 2000, Vitaliti ym. 2000). Funktionaalisten, kohdentavien ligandien seulonta on edistysaskel, etenkin kun käytetään cdnamolekyyleistä konstruoituja faagikirjastoja. Kasvainkohdennusta voidaan hyödyntää myös isotooppisädehoidossa, immunotoksiinihoidossa,»antisense»-oligonukleotidihoidossa ja todennäköisesti jopa kasvaintoksisten T-solujen ja luonnollisten tappajasolujen ohjaamisessa (Tordsson ym. 2000). Kohteena ihmisen endoteelisolut Muutama kuukausi sitten julkaistiin ensimmäinen tutkimus, jossa peptidikirjastoseulonta tehtiin ihmisellä in vivo (Arap ym. 2002b). Siinä faagikirjasto ruiskutettiin aivokuolleen syöpäpotilaan laskimoon ja kirjaston annettiin kiertää 15 minuuttia, minkä jälkeen potilas irrotettiin hengityskoneesta ja eri kudoksista otettiin biopsianäytteet faagikloonien analyysia ja histologiaa varten. Tutkijat sekvensoivat eri elimistä eristettyä faagikloonia ja jakoivat ne :een kolmen peptidin muodostamaan motiiviin. He pystyivät osoittamaan, että peptidien jakauma eri kudoksissa ei ollut sattumanvarainen. Kyseessä on faagikirjastomenetelmän laajennus, joka avaa mahdollisuuksia ihmisen verisuoniston molekylaarisen osoitteiston kartoittamiseen (Folkman 2002). Kohdennus kasvainimusuoniin Monet syöpäkasvaimet muodostavat etäpesäkkeitä imusolmukkeisiin ja sitä kautta muualle elimistöön. Viime aikoina on saatu uusien merkkiainemolekyylien avulla lisätietoa kasvaimien sisäisestä imusuonistosta. Näiden molekyylien avulla on koe-eläinmalleissa osoitettu, että kasvaimet sisältävät imusuonia (kuva 4) ja että kasvainten sisäisten ja kasvainta ympäröivien imusuonten määrä on verrannollinen imusolmukkeissa havaittavien etäpesäkkeiden määrään (Alitalo ja Carmeliet 2002, Oliver ja Detmar 2002). Imusuonien olemassaolo on varmistettu 1188 K. Porkka ja P. Laakkonen

5 * Kuva 4. Imu- ja verisuonisto hiiren rintasyöpäksenograftissa. Kasvainimusuoni (nuoli), kasvainverisuoni (tähti). myös osassa ihmiskasvaimista, ja esimerkiksi nenänielukasvainten etäpesäkkeiden määrä on verrannollinen imusuonten määrään (Beasley ym. 2002). Mikään tunnetuista imusuonimarkkereista ei kuitenkaan ole spesifinen kasvaimen imusuonistolle, vaan ne ilmentyvät myös normaalielinten imusuonistossa. Käytimme modifioitua faagiseulontaa etsiessämme uusia kasvainimusuoniston merkkimolekyylejä (Laakkonen ym. 2002). Eristimme peptidin, joka verenkiertoon ruiskutettaessa hakeutuu syöpäkasvaimeen ja paikantuu siellä sekä kasvaimen imusuonistoon että syöpäsoluihin itseensä. Tämä peptidi ei tunnista normaalien elimien imusuonia. Näyttääkin siltä, että imusuonisto sisältää eri elimissä ja kasvaimissa osoitemolekyylejä, jotka ovat tyypillisiä kyseiselle elimelle tai kasvaimelle samalla tavalla kuin verisuonisto on erilaistunut eri elimissä. Kasvainimusuonispesifiset kohdennusmolekyylit mahdollistavat täsmälääkkeiden ohjaamisen imusuonistoon, jolloin etäpesäkkeiden muodostumista voidaan mahdollisesti ehkäistä. Solunsisäinen kohdennus Endoteelisoluilla ja verta muodostavilla soluilla on yhteinen kantasolu, hemangioblasti. Koska endoteelisolut ovat terminaalisesti erilaistuneita soluja, niillä on rajallinen proliferaatiokapasiteetti. Onkin ilmeistä, että tuumoriangiogeneesin yksi edellytys ovat luuytimestä tai verestä mobilisoituneet hemangioblastit, jotka hakeutuvat tuumorikudokseen ja erilaistuvat endoteelisoluiksi (Lyden ym. 2001). Yhteisen kantasolualkuperän vuoksi hematopoieettiset kantasolut ja proliferoivat endoteeliblastit ovat ilmiasultaan hyvin samanlaisia: molemmat ilmentävät muun muassa pinta-antigeeneja CD31, CD34, VEGF- R2 (kdr) ja CD133, jotka ovat tunnettuja kantasolumarkkereita. Käytimme hyväksemme tätä jaettua fenotyyppiä rikastamalla ensin faagikirjastot klooneilla, jotka tarttuvat hematopoieettisiin kantasoluihin ex vivo ja selekoimalla tästä rikastetusta kirjastosta ne kloonit, jotka hakeutuvat hiiren leukemiaksenograftikasvaimiin in vivo (Porkka ym. 2002). Tuloksena oli cdna- Ligandomiikka työkalu kohdennetun hoidon kehitykseen 1189

6 klooni, joka on homologinen HMGN2-proteiinin kanssa. Tästä proteiinista on eristetty sitoutumista välittävä peptidi, joka hakeutuu spesifisesti leukemiakasvaimiin koe-eläimissä. Peptidi sitoutuu sekä endoteeli- että leukemiasolujen solukalvolle, siirtyy nopeasti (10 15 minuutissa) solun sisään ja translokoituu tumaan (kuva 5). Se tunnistaa myös ihmisen luuytimestä pienen joukon soluja (alle 1 %), joista osa saattaa olla endoteelikantasoluja. Monen tavanomaisen solunsalpaajan vaikutuskohde sijaitsee tumassa. Tuma-DNA on myös usean kehitteillä olevan syöpälääkkeen kohteena (Hurley 2002) kuten myös geeniterapian, ja siksi hoidon kohdennus tumaan saattaa parantaa näiden lääkkeiden tehokkuutta. Virusvektoreiden kohdennus Geenihoidon yleistymisen yksi este on ollut virusvektoreiden puutteellinen ohjaus kudokseen, joka on korjausgeenin kohteena. Tätä on kompensoitu suurentamalla viruksen määrää, mikä on johtanut vakaviin, joskin harvinaisiin sivuvaikutuksiin (Brower 2001). Kohdennusta on parannettu liittämällä virusvektorin vaippaproteiiniin faagikirjastoista saatuja kohdennuspeptidejä. Esimerkiksi kloonaamalla adenoviruksen vaippaproteiiniin transferriinireseptoriin sitoutuva peptidi virus on saatu kohdentumaan aivojen mikrokapillaarien endoteelisuoniin, joissa transferriinireseptori on vahvasti ilmentynyt (Xia ym. 2000). Hiljattain kuvattiin mielenkiintoinen menetelmä, jossa kissan leukemiaviruksen (FLV) vaippaproteiiniin liitettiin kymmenen aminohapon peptidikirjasto. Tästä FLV-kirjastosta voitiin seuloa vain ne kloonit, jotka infektoivat ainoastaan tietyntyyppisiä soluja, esimerkiksi osteosarkoomasoluja, joten kyseinen vektoriklooni soveltuu geenitäsmähoitoon tässä syöpätyypissä (Bupp ja Roth 2002). Muita sovelluksia Faagikirjastoista seulonnalla löydetyt peptidit voivat olla luonnollisten, suurikokoisten proteiiniligandien tehokkaita mimeettejä (Lowman ym. 1998) tai agonisteja (Cwirla ym. 1997, Norris ym. 1999). Esimerkiksi erytropoietiinille on kehitetty lukuisia aminohapon mittaisia mimeettejä, joiden funktionaaliset ominaisuudet ovat samat kuin liukoisen erytropoietiinihormonin (Wrighton ym. 1996). Koska kyseisten peptidien aminohapposekvenssiä ei löydy erytropoietiinihormonin sekvenssistä, on helppo kuvitella mitä hyötyä (haittaa) niistä olisi (on) esimerkiksi doping-tarkoituksessa: käytön toteaminen on lähes mahdotonta. Faagikirjastoista on löydetty myös tehokkaita seriini-proteaasin estäjiä, jotka sitoutuvat entsyymin ei-aktiiviseen osaan (exosite) ja joilla on tarkkaan määritetty rakenne (Dennis ym. 2000). Nämä peptidit ovat mallina lääketeollisuudelle (Genentech) kehitettäessä uusia, selektiivisiä antikoagulantteja. Faagikirjastoja on äskettäin käytetty myös peptidiligandien reseptorikloonaukseen (Sche ym. 1999). Menetelmässä käytetään cdna-kirjastoja, joissa mrna-eristys on tehty soluista, joihin peptidiligandi sitoutuu. Faagikirjaston kohteena on nyt muoviin sidottu peptidi, jolloin onnistuneen seulonnan jälkeen rikastuu vastaavan reseptorin cdna-palanen. Bakteriofagi toimii myös mainiona adjuvanttina tehtäessä spesifisiä vasta-aineita sen vaippaproteiinin pinnalla ilmentyville peptideille tai pienille proteiineille (Frenkel ym. 2000). Konstruktio on erityisen hyödyllinen silloin, kun immunogeeni on toksinen. Lähitulevaisuus Kohdentaminen lisää syövän ja muidenkin sairauksien lääkehoidon tehoa ja vähentää merkittävästi haittavaikutuksia (Ruoslahti 2002). Kalliiden lääkeaineiden kuten proteiinien tai peptidien osalta merkittävä asia on myös tarvittavan lääkeannoksen pieneneminen murto-osaan verrattuna kohdentamattomaan hoitoon. Pienen molekyylipainon omaavien ja farmakologisilta ominaisuuksiltaan sopivien täsmälääkkeiden kuten tyrosiinikinaasin estäjien kehittäminen kestää useita vuosia kohteen lupaavuudesta huolimatta. Peptidein kohdennettu hoito voidaan helpohkosti konjugoida nykyisin jo käytössä oleviin molekyyleihin, joiden vaikutukset ja farmakologia tunnetaan hyvin. On myös viitteitä sii K. Porkka ja P. Laakkonen

7 * Kuva 5. Suoneen ruiskutetun HMGN2-N-peptidin rikastuma ja sitoutumiskohta HL-60-leukemiaksenograftituumorissa. Leukemiasolun tuma (nuoli), endoteelisolun tuma (tähti): vihreä (peptidi) + sininen (tuma), endoteelisolu (nuolenkärki): vihreä (peptidi) + punainen (endoteeli). tä, että terapeuttisiin peptideihin liittyneet ongelmat (muun muassa annokset, stabiilius, valmistus) pystytään ratkaisemaan (Latham 1999). Uskomme, että tämä strategia tuo täsmälääkkeitä melko nopeasti kliiniseen käyttöön ja yhdistää globaalin, genomitasoisen lähestymistavan jo tehtyyn tavanomaiseen lääketieteelliseen tutkimukseen. Vaikka uusien reseptoriligandien löytäminen onnistuu usein tässä artikkelissa kuvatuilla menetelmillä kohtalaisen helposti, on itse kohdereseptorin tunnistus ja kloonaus edelleen pullonkaula. Ligandi-reseptoriparien laaja eristäminen ja kolmiulotteisen rakenteen selvittäminen ovat keskeisessä asemassa kehitettäessä pienen molekyylipainon omaavia lääkkeitä (esimerkiksi peptidomimeettejä) tai reseptoriproteiinin toimintaa salpaavia yhdisteitä (kuten tyrosiinikinaasin estäjiä). On todennäköistä, farmakogenomiikan ja etenkin kemogenomiikan kehitys tuo lähivuosina uusia työkaluja myös ligandireseptoriparien etsimiseen ja tehokkaiden lääkkeiden seulontaan genomisen tiedon valtamerestä (Agrafiotis ym. 2002). Kun ihmisen veri- ja imusuoniston elinspesifinen ligandi- ja reseptorikartta on faagikirjastojen ja muiden tässä numerossa esitettyjen menetelmien avulla valmistunut, voidaan sitä käyttää paitsi lähes kaikkeen lääkehoitoon myös selvittämään eri syöpätyyppien etäpesäkejakautumaa (esimerkiksi eturauhassyöpä luustoon, paksusuolikarsinooma maksaan), lymfosyyttien ja Ligandomiikka työkalu kohdennetun hoidon kehitykseen 1191

8 kantasolujen»homing»-ilmiötä sekä moneen vielä tulossa olevaan sovellukseen. Ehkä vuosien kuluttua voimme tehdä verestä tarkan tautidiagnoosin proteiinisirujen avulla, valita tehokkaan hoidon kyseisen taudin geeniekspressioprofiilista ja ohjata se kohteeseensa verisuoniston molekyylikartan avulla. *** Kiitämme Jason Hoffmania avusta kuvien piirtämisessä ja Erkki Ruoslahtea kommenteista. Kirjallisuutta Agrafiotis DK, Lobanov VS, Salemme FR. Combinatorinal informatics in the post-genomics era. Nat Rev Drug Discovery 2002;1: Alitalo K, Carmeliet P. Molecular mechanisms of lymphangiogenesis in health and disease. Cancer Cell 2002 (painossa). Arap W, Haedicke W, Bernasconi M, ym. Targeting the prostate for destruction through a vascular address. Proc Natl Acad Sci USA 2002(a);99: Arap W, Kolonin MG, Trepel M, ym. Steps toward mapping the human vasculature by phage display. Nat Med 2002(b);8: Arap W, Pasqualini R, Ruoslahti E. Cancer treatment by targeted drug delivery to tumor vasculature in a mouse model. Science 1998;279: Beasley NJ, Prevo R, Banerji S, ym. Intratumoral lymphangiogenesis and lymph node metastasis in head and neck cancer. Cancer Res 2002; 62: Binetruy-Tournaire R, Demangel C, Malavaud B, ym. Identification of a peptide blocking vascular endothelial growth factor (VEGF)- mediated angiogenesis. Embo J 2000;19: Brower V. Gene therapy revisited. In spite of problems and drawbacks, gene therapy moves forward. EMBO Rep 2001;2: Bupp K, Roth MJ. Altering retroviral tropism using a random-display envelope library. Mol Ther 2002;5: Cwirla SE, Balasubramanian P, Duffin DJ, ym. Peptide agonist of the thrombopoietin receptor as potent as the natural cytokine. Science 1997;276: Dennis MS, Eigenbrot C, Skelton NJ, ym. Peptide exosite inhibitors of factor VIIa as anticoagulants. Nature 2000;404: Ellerby M, Arap W, Ellerby L, ym. Anti-cancer activity of targeted proapoptotic peptides. Nat Med 1999;5: Folkman J. Looking for a good endothelial address. Cancer Cell 2002;1: Frenkel D, Katz O, Solomon B. Immunization against Alzheimer s betaamyloid plaques via EFRH phage administration. Proc Natl Acad Sci USA 2000;97: Hurley LH. DNA and its associated processess as targets for cancer therapy. Nat Rev Cancer 2002;2: Koivunen E, Arap W, Valtanen H, ym. Tumor targeting with a selective gelatinase inhibitor. Nat Biotechnol 1999;17: Laakkonen P, Porkka K, Hoffman JA, Ruoslahti E. A tumor-homing peptide with a lymphatic vessel-related targeting spesificity. Nat Med 2002 (painossa). Latham PW. Therapeutic peptides revisited. Nat Biotechnol 1999;17: Laurén J, Alitalo K. Syöpäkasvaimet kuriin verisuonihoidolla? Duodecim 2000;116: Lowman HB, Chen YM, Skelton NJ, ym. Molecular mimics of insulin-like growth factor 1 (IGF-1) for inhibiting IGF-1: IGF-binding protein interactions. Biochemistry 1998;37: Lyden D, Hattori K, Dias S, ym. Impaired recruitment of bone-marrowderived endothelial and hematopoietic precursor cells blocks tumor angiogenesis and growth. Nat Med 2001;7: Norris J D, Paige L A, Christensen D J, ym. Peptide antagonists of the human estrogen receptor. Science 1999;285: Oliver G, Detmar M. The rediscovery of the lymphatic system: old and new insights into the development and biological function of the lymphatic vasculature. Genes Dev 2002;16: Pasqualini R, Ruoslahti E. Organ targeting in vivo using phage display peptide libraries. Nature 1996;380: Porkka K, Laakkonen P, Hoffman JA, ym. A fragment of the HMGN2 protein homes to the nuclei of tumor cells and tumor endothelial cells in vivo. Proc Natl Acad Sci USA 2002 (painossa). Rajotte D, Arap W, Hagedorn M, ym. Molecular heterogeneity of the vascular endothelium revealed by in vivo phage display. J Clin Invest 1998;102: Rajotte D, Ruoslahti E. Membrane dipeptidase is the receptor for a lung-targeting peptide identified by in vivo phage display. J Biol Chem 1999;274: Ruoslahti E. Specialization of tumour vasculature. Nat Rev Cancer 2002;2: Santoni V, Molloy M, Rabilloud T. Membrane proteins and proteomics: un amour impossible? Electrophoresis 2000;21: Sche PP, McKenzie KM, White JD, Austin DJ. Display cloning: functional identification of natural product receptors using cdna-phage display. Chem Biol 1999;6: Smith GP. Filamentous fusion phage: novel expression vectors that display cloned antigens on the virion surface. Science 1985;228: Tordsson JM, Ohlsson LG, Abrahmsen LB, ym. Phage-selected primate antibodies fused to superantigens for immunotherapy of malignant melanoma. Cancer Immunol Immunother 2000;48: Vitaliti A, Wittmer M, Steiner R, ym. Inhibition of tumor angiogenesis by a single-chain antibody directed against vascular endothelial growth factor. Cancer Res 2000;60: Wrighton NC, Farrell FX, Chang R, ym. Small peptides as potent mimetics of the protein hormone erythropoietin. Science 1996;273: Xia H, Anderson B, Mao Q, Davidson BL. Recombinant human adenovirus: targeting to the human transferrin receptor improves gene transfer to brain microcapillary endothelium. J Virol 2000;74: Zasloff M. Antimicrobial peptides of multicellular organisms. Nature 2002;415: KIMMO PORKKA, dosentti, erikoislääkäri kimmo.porkka@hus.fi HUS, sisätautien toimiala, hematologian klinikka ja Biomedicum Helsinki, hematologinen kantasolu- ja perustutkimuslaboratorio PL 340, HUS PIRJO LAAKKONEN, FT, tutkija Cancer Research Center, The Burnham Institute La Jolla, CA 92037, USA 1192 K. Porkka ja P. Laakkonen