Človeško telo proizvaja veliko peptidov, ki pomagajo imunskemu sistemu, da se upira napadom patogenov. In kot se je izkazalo, so kandidati za vlogo močnih protimikrobnih zdravil med njimi.
V novem delu so raziskovalci z Massachusetts Institute of Technology skupaj z italijanskimi kolegi iskali spojine, ki bi lahko služile kot osnova za novo generacijo antibiotikov, ki bodo premagali superbabe. Spomnimo se, da mnoga obstoječa zdravila izgubljajo svojo moč: mikroorganizmi so že razvili odpornost na večino njih.
Prejšnje delo kaže, da je iskanje novega orožja vredno pogledati v naravo. Učinkovite spojine so bile na primer v mleku platišč, v žlezah klopotcev in tobaku.
A ne le organizmi živali in rastlin odganjajo napade ogromnega števila patogenih bakterij. Tudi človeško telo doživlja nenehne napade patogenov, zato ne preseneča, da je ta "hiša" razvila svoj sistem obrambe pred grožnjami.
Strokovnjaki so se osredotočili na prebavila, saj je njegova bakterijska sestava najbolj raznolika in številna. Skupina je iskala spojine, ki so vključene v obrambne mehanizme. Najpogosteje to vlogo prevzamejo prebavni encimi in peptidi. Medtem ko mnogi od teh niso dovolj močni, da bi se lahko uporabljali kot antibiotiki, lahko raziskovalcem dajo namige in nakažejo, kakšne "spremembe" so potrebne za nova zdravila.
Ti peptidi so res odlična predloga za inženiring. Ideja je, da bi uporabili sintetično biologijo in jih še naprej modificirali, da bi jih naredili močnejše, «pojasnjuje eden vodilnih avtorjev novega dela Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Skupaj s sodelavci je odkril skoraj dva tisoč obetavnih spojin. Nato so jih preizkusili s posebnim algoritmom, ki razkriva podobnosti z že znanimi protimikrobnimi peptidi.
To je metoda rudarjenja podatkov, ki omogoča enostavno iskanje peptidov, ki niso bili predhodno raziskani. Imamo modele, za katere vemo, da so povezani s klasičnimi protimikrobnimi peptidi, iskalnik pa prek baze podatkov najde vzorce, ki so podobni tistim, ki ubijajo bakterije, «pravi raziskovalka.
Promocijski video:
Program je pomagal izbrati 800 primernih peptidov, strokovnjaki pa že stavijo na enega izmed njih. Ta spojina se imenuje pepsinogen. Proizvaja se v želodcu in sodeluje pri prebavi hrane.
Nekatere delce tega peptida, ki so stranski produkt procesa prebave, je algoritem označil za "potencialno protimikrobno." Njihova funkcija še ni bila preučena, zato so strokovnjaki dobili novo smer.
Da bi preizkusili, kako močni so lahko omenjeni fragmenti pepsinogena, so raziskovalci laboratorijske preiskave izvedli v petrijevi posodi. Uporabili so več "raznolikih" patogenov - salmonelo, E. coli in Pseudomonas aeruginosa.
Izkazalo se je, da peptid te bakterije učinkovito uniči ne le v kislem okolju (kot v želodcu), ampak tudi na nevtralni ravni kislosti.
Testi na miših so tudi pokazali, da fragmenti pepsinogena lahko ubijejo kožne okužbe, ki jih povzroča Pseudomonas aeruginosa.
Na naslednji stopnji dela bodo morali znanstveniki ugotoviti mehanizem delovanja peptida in najti način, kako ga še močneje. Poleg tega bodo še naprej preverjali druge povezave, ki jih je izbral algoritem.
Znanstveni članek o rezultatih trenutnega dela je bil objavljen v ACS Synthetic Biology.
Julija Vorobyova