Ľudské telo produkuje veľa peptidov, ktoré pomáhajú imunitnému systému odolávať útokom patogénov. Ako sa ukázalo, medzi nimi existujú kandidáti na úlohu silných antimikrobiálnych liekov.
V novej práci vedci v Massachusetts Institute of Technology spolu s talianskymi kolegami hľadali zlúčeniny, ktoré by mohli slúžiť ako základ novej generácie antibiotík, ktoré porazia superbugy. Pripomeňme, že mnoho existujúcich liekov stráca svoju silu: mikroorganizmy už vyvinuli rezistenciu na väčšinu z nich.
Predchádzajúca práca ukazuje, že hľadanie nových zbraní stojí za to hľadať prírodu. Účinné zlúčeniny boli nájdené napríklad v mlieku platypus, v žľazách chřestýšov a v tabaku.
Nielen organizmy zvierat a rastlín však odrazujú útoky veľkého počtu patogénnych baktérií. Ľudské telo tiež zažíva neustále útoky patogénov a nie je prekvapujúce, že tento „dom“vyvinul svoj vlastný systém obrany proti hrozbám.
Špecialisti sa zamerali na gastrointestinálny trakt, pretože jeho bakteriálne zloženie je najrozmanitejšie a najpočetnejšie. Tím hľadal zlúčeniny, ktoré sa podieľajú na obranných mechanizmoch. Najčastejšie túto úlohu zohrávajú tráviace enzýmy a peptidy. Aj keď mnohé z nich nie sú natoľko silné, aby sa mohli použiť ako antibiotiká, môžu poskytnúť vodítko pre vedcov a naznačiť, aké „vyladenia“sú potrebné pre nové lieky.
„Tieto peptidy sú skutočne skvelou šablónou pre inžinierstvo. Cieľom je využiť syntetickú biológiu a ďalej ich modifikovať, aby boli silnejšie, “vysvetľuje jeden z popredných autorov nového diela Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Spolu so svojimi kolegami objavil takmer dvetisíc sľubných zlúčenín. Potom boli testované pomocou špeciálneho algoritmu, ktorý odhalí podobnosti s už známymi antimikrobiálnymi peptidmi.
„Jedná sa o metódu získavania údajov, ktorá uľahčuje nájdenie peptidov, ktoré predtým neboli študované. Máme modely, o ktorých vieme, že sú spojené s klasickými antimikrobiálnymi peptidmi, a vyhľadávací nástroj nájde vzorky v databáze, ktoré sú podobné tým, ktoré ničia baktérie, “hovorí výskumný pracovník.
Propagačné video:
Program pomohol vybrať 800 vhodných peptidov a odborníci už na jeden z nich stavili. Táto zlúčenina sa nazýva pepsinogén. Vyrába sa v žalúdku a podieľa sa na trávení potravy.
Niektoré fragmenty tohto peptidu, ktoré sú vedľajším produktom procesu trávenia, boli algoritmom označené ako „potenciálne antimikrobiálne látky“. Ich funkcia nebola doteraz študovaná, takže odborníci mali nový smer, s ktorým pracovať.
Vedci vyskúšali, aké silné môžu byť tieto uvedené fragmenty pepsinogénu, v Petriho miske. Používali niekoľko „rozmanitých“patogénov - Salmonella, E. coli a Pseudomonas aeruginosa.
Ukázalo sa, že peptid účinne ničí tieto baktérie nielen v kyslom prostredí (ako v žalúdku), ale tiež na neutrálnej úrovni kyslosti.
Testy na myšiach tiež ukázali, že fragmenty pepsinogénu sú schopné ničiť kožné infekcie spôsobené Pseudomonas aeruginosa.
V ďalšej fáze práce budú musieť vedci zistiť mechanizmus účinku peptidu a nájsť spôsob, ako ho ešte zosilniť. Okrem toho budú aj naďalej kontrolovať ďalšie pripojenia vybrané algoritmom.
Vedecký článok o výsledkoch súčasnej práce bol publikovaný v ACS Synthetic Biology.
Julia Vorobyová