Anzeige
Information may spur new therapeutic approaches to addiction and abuse
Cocaine-binding antibodies have shown some promise in their ability to neutralize cocaine toxicity, but their binding ability is severely impaired by high concentrations of the drug. A catalytic monoclonal antibody such as 7A1, on the other hand, has the ability to regenerate after each new dose of the drug, making it far more effective than others in metabolizing cocaine.
The study, which will be published in the February issue (Volume 14 Issue 2) of the journal Structure, was led by Ian A. Wilson, D.Phil., of Scripps Research Department of Molecular Biology and The Skaggs Institute for Chemical Biology, and Kim D. Janda, Ph.D., of Scripps Research Departments of Chemistry and Immunology and The Skaggs Institute for Chemical Biology.
Despite intensive research, cocaine abuse continues to be a major public health problem, so far eluding efforts at developing an effective therapeutic agent to counter the craving, addiction, and overdose of the drug. To date, no treatment has been approved by the Food and Drug Administration (FDA).
Commenting on the new findings, Xueyong Zhu, Ph.D., the primary author of the study and a staff scientist in the Wilson laboratory said, "Development of effective therapies for cocaine abuse has been a long-standing goal, and a number of medications under study do show some promise. Immunopharmacotherapy has been proposed as a way to neutralize the drug outside the central nervous system- basically soaking up the drug before it has a chance to cross the blood brain barrier-as a potentially effective new approach to treat cocaine abuse."
Using a monoclonal antibody endowed not only with high binding ability, but also with sufficient catalytic activity to metabolize cocaine, would have potentially enhanced therapeutic effects, Zhu said. This antibody could intercept cocaine in the blood stream before it reaches the central nervous system-stopping the drug cold. Because cocaine has a half life of approximately 30 minutes inside the human body, a cocaine catalytic antibody would basically have to out-run the bodys natural metabolism process to have any serious impact on the psychoactive effects of the drug.
Generated by x-ray crystallography, pictures of the conformational changes that occur during the antibodys complete catalytic cycle show the molecular basis for catalysis and reveal possible mutations that could increase catalytic proficiency. This, Zhu pointed out, provides a foundation for the humanization and mutagenesis of the antibody to enhance its cocaine-hydrolyzing activity and make future human clinical trials feasible. "Given the fact that catalytic antibodies have been produced with the same levels of efficiency as natural enzymes, it seems well within the realm of possibility," he added.
To reach this ambitious goal, however, it may be necessary to explore new incremental approaches for optimizing the efficiency of such catalytic activity. Novel functional groups could be introduced into first generation antibody catalysts by multiple rounds of mutagenesis and selection to produce improvements. In essence, this would allow scientists to dramatically accelerate the evolutionary process, producing improvements in the immune system in weeks or months that previously took billions of years.
"The structural insights into antibody catalysis that we have shown with 7A1 Fab are critical for any future improvement of effective biocatalysts," Zhu said. "One of the main goals of our lab has been to focus on catalytic antibodies that will have a direct impact on public health issues. With the snapshots of the complete cycle of the cocaine antibody catalytic reaction, we have shed new light on the sequence of events in an antibody-mediated reaction and provided a rare glimpse of the structural dynamics involved. With this information, its possible to move onto the next step in the development of a treatment for cocaine abuse and addiction."
Keith McKeown | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.scripps.edu
Study to determine whether fish oil can help prevent psychiatric disorders
09.02.2012 | North Shore-Long Island Jewish (LIJ) Health System
NFC aid for the visually and hearing impaired
09.02.2012 | VTT Technical Research Centre of Finland
Erstmals gezeigt, dass Atomkerne transparent werden
Einem Team von DESY-Wissenschaftlern um Dr. Ralf Röhlsberger gelang es an der hochbrillanten Synchrotronlichtquelle PETRA III, Atomkerne mit Hilfe von Röntgenlicht transparent zu machen. Sie entdeckten dabei gleichzeitig ein neues Prinzip, um einen optisch gesteuerten Schalter für Licht herzustellen, also Licht mit Licht zu beeinflussen, ein wichtiger Baustein auf dem ...
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Anzeige
Anzeige

Kaltwasserkorallen als Anpassungskünstler?
09.02.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Wandel der Hochschulbildung in Deutschland und Professionalisierung
09.02.2012 | Studien Analysen
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
7. Mannheimer Arbeitsrechtstag am 14. März mit Experten aus Theorie und Praxis
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
International Forum on Terahertz Spectroscopy and Imaging
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Teams aus neun Ländern treffen sich an der Leibniz Universität zum 6th Hanover PreMoot
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten