Az emberi test számos peptidet termel, amelyek segítenek az immunrendszernek ellenállni a kórokozók támadásainak. És mint kiderült, közöttük vannak jelöltek a hatékony antimikrobiális szerek szerepére.
Az új munkában a Massachusetts Institute of Technology kutatói, olasz kollégáikkal együtt olyan vegyületeket kerestek, amelyek alapul szolgálhatnak egy új generációs antibiotikumokhoz, amelyek legyőzik a szuperbugákat. Emlékezzünk arra, hogy sok meglévő gyógyszer elveszíti erejét: a mikroorganizmusok már kifejlesztettek rezisztenciát legtöbbjükkel szemben.
A korábbi munkák azt mutatják, hogy érdemes új fegyvereket keresni a természethez. Hatékony vegyületeket találtak például a platypus tejében, a csörgőkígyókban és a dohányban.
De nem csak az állati és növényi szervezetek visszaszorítják a hatalmas számú patogén baktérium támadásait. Az emberi test folyamatosan kórokozók támadásait is tapasztalja, és nem meglepő, hogy ez a "ház" kifejlesztette saját veszélyek elleni védelmi rendszerét.
A szakemberek a gyomor-bél traktusra összpontosítottak, mivel baktériumösszetétele a legváltozatosabb és számtalan. A csapat olyan vegyületeket keresett, amelyek részt vesznek a védelmi mechanizmusokban. Leggyakrabban ezt a szerepet az emésztő enzimek és a peptidek vállalják. Noha ezek közül sok nem elég erős ahhoz, hogy antibiotikumokként felhasználható legyen, nyomokat szolgáltathatnak a kutatók számára, és megmutathatják, hogy mi „csípés” szükséges az új gyógyszerekhez.
„Ezek a peptidek valóban kiváló sablonok a tervezéshez. Az ötlet az, hogy a szintetikus biológiát alkalmazzuk és tovább módosítsuk, hogy még erősebbé tegyük őket”- magyarázza az új munka egyik vezető szerzője, Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Kollégáival együtt majdnem kétezer ígéretes vegyületet fedezett fel. Ezután egy speciális algoritmussal tesztelték őket, amely felfedi hasonlóságokat a már ismert antimikrobiális peptidekkel.
„Ez egy olyan adatbányászati módszer, amely megkönnyíti a korábban nem vizsgált peptidek megtalálását. Van olyan modellünk, amelyről tudjuk, hogy a klasszikus antimikrobiális peptidekhez kapcsolódik, és a keresőmotor az adatbázison keresztül olyan mintákat talál, amelyek hasonlóak a baktériumok elpusztításához”- mondja a kutató.
Promóciós videó:
A program segített 800 megfelelő peptid kiválasztásában, és a szakértők már fogadnak ezek egyikére. Ezt a vegyületet pepszinogénnek hívják. A gyomorban termelődik, és részt vesz az élelmezésben.
Ennek a peptidnek néhány fragmentumát, amelyek az emésztés folyamatának melléktermékei, az algoritmus "potenciálisan antimikrobiális" címkével jelölte. Funkciójukat korábban nem vizsgálták, így a szakértőknek új irányuk volt a munkához.
Annak kipróbálására, hogy ezek a jelzett pepszinogén fragmentumok mennyire lehetnek hatékonyak, a kutatók laboratóriumi vizsgálatokat végeztek Petri-csészében. Számos "változatos" kórokozót alkalmaztak - Salmonella, E. coli és Pseudomonas aeruginosa.
Kiderült, hogy a peptid hatékonyan elpusztítja ezeket a baktériumokat nem csak savas környezetben (mint a gyomorban), hanem semleges savasság szintjén is.
Az egerekben végzett tesztek azt is kimutatták, hogy a pepszinogén fragmensek képesek elpusztítani a Pseudomonas aeruginosa által okozott bőrfertőzéseket.
A munka következő szakaszában a tudósoknak kitalálniuk kell a peptid hatásmechanizmusát és megtalálniuk a módját, hogy még hatékonyabbá tegyék. Ezen felül folytatják az algoritmus által választott egyéb kapcsolatok ellenőrzését.
A jelen munka eredményeiről szóló tudományos cikk megjelent az ACS Synthetic Biology-ban.
Julia Vorobyova
