Cilvēka ķermenis ražo daudz peptīdu, kas palīdz imūnsistēmai pretoties patogēnu uzbrukumiem. Un, kā izrādījās, viņu vidū ir kandidāti spēcīgu pretmikrobu zāļu lomai.
Jaunajā darbā Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta pētnieki kopā ar itāļu kolēģiem meklēja savienojumus, kas varētu kalpot par pamatu jaunas paaudzes antibiotikām, kas pieveiks superbugs. Atgādiniet, ka daudzas esošās zāles zaudē spēku: mikroorganismi jau ir izveidojuši izturību pret lielāko daļu no tām.
Iepriekšējais darbs rāda, ka jaunu ieroču meklēšanu ir vērts meklēt dabā. Efektīvi savienojumi ir atrasti, piemēram, pīļkoku pienā, klaburčūsku dziedzeros un tabakā.
Bet ne tikai dzīvnieku un augu organismi atvaira milzīga skaita patogēno baktēriju uzbrukumus. Cilvēka ķermenis piedzīvo arī pastāvīgus patogēnu reidus, un nav pārsteidzoši, ka šī "māja" ir izstrādājusi savu aizsardzības sistēmu pret draudiem.
Speciālisti ir pievērsušies uzmanību kuņģa-zarnu traktam, jo tā baktēriju sastāvs ir visdaudzveidīgākais un daudz. Komanda meklēja savienojumus, kas ir iesaistīti aizsardzības mehānismos. Visbiežāk šo lomu uzņemas gremošanas fermenti un peptīdi. Kaut arī daudzi no tiem nav pietiekami spēcīgi, lai tos lietotu kā antibiotikas, tie var sniegt norādes pētniekiem un norādīt, kādi “tweaks” nepieciešami jaunām zālēm.
“Šie peptīdi patiešām ir lielisks inženierijas paraugs. Ideja ir izmantot sintētisko bioloģiju un tās tālāk modificēt, lai tās būtu jaudīgākas,”skaidro viens no jaunā darba vadošajiem autoriem Cēzars de la Fuente-Nunezs (Cēzara de la Fuente-Nunezs).
Kopā ar kolēģiem viņš atklāja gandrīz divus tūkstošus daudzsološu savienojumu. Tad viņi tika pārbaudīti, izmantojot īpašu algoritmu, kas atklāj līdzības ar jau zināmiem antibakteriāliem peptīdiem.
“Šī ir datu ieguves metode, kas ļauj viegli atrast peptīdus, kas iepriekš nav pētīti. Mums ir modeļi, kas, kā mēs zinām, ir saistīti ar klasiskajiem antibakteriālajiem peptīdiem, un meklētājprogramma caur datu bāzi atrod paraugus, kas ir līdzīgi tiem, kas nogalina baktērijas,”saka pētnieks.
Reklāmas video:
Programma palīdzēja atlasīt 800 piemērotus peptīdus, un eksperti jau veic derības par vienu no tiem. Šo savienojumu sauc par pepsinogēnu. Tas tiek ražots kuņģī un ir iesaistīts pārtikas gremošanā.
Daži šī peptīda fragmenti, kas ir gremošanas procesa blakusprodukts, algoritms ir apzīmēti kā "potenciāli pretmikrobu". Viņu funkcija iepriekš nebija pētīta, tāpēc ekspertiem bija jauns virziens, ar kuru strādāt.
Lai pārbaudītu, cik spēcīgi varētu būt šie norādītie pepsinogēna fragmenti, pētnieki veica laboratoriskos testus Petri traukā. Viņi izmantoja vairākus "daudzveidīgus" patogēnus - Salmonella, E. coli un Pseudomonas aeruginosa.
Izrādījās, ka peptīds efektīvi iznīcina šīs baktērijas ne tikai skābā vidē (kā kuņģī), bet arī neitrālā skābuma līmenī.
Pārbaudes ar pelēm arī parādīja, ka pepsinogēna fragmenti spēj iznīcināt ādas infekcijas, ko izraisa Pseudomonas aeruginosa.
Nākamajā darba posmā zinātniekiem būs jāizdomā peptīda darbības mehānisms un jāatrod veids, kā to padarīt vēl jaudīgāku. Turklāt viņi turpinās pārbaudīt citus algoritma izvēlētos savienojumus.
ACS Synthetic Biology tika publicēts zinātnisks raksts par pašreizējā darba rezultātiem.
Jūlija Vorobjova