Ljudsko tijelo proizvodi mnoge peptide koji pomažu imunološkom sustavu da se odupire napadima patogena. A, kako se ispostavilo, među njima su i kandidati za ulogu moćnih antimikrobnih lijekova.
U novom su radu istraživači s Massachusetts Institute of Technology, zajedno s talijanskim kolegama, tražili spojeve koji bi mogli poslužiti kao osnova za novu generaciju antibiotika koja će pobijediti superbabe. Podsjetimo da mnogi postojeći lijekovi gube snagu: mikroorganizmi su već razvili otpornost na većinu njih.
Dosadašnji rad pokazuje da potragu za novim oružjem vrijedi pogledati u prirodu. Učinkoviti spojevi pronađeni su, na primjer, u mlijeku školjki, u žlijezdama zveketa i duhanu.
Ali ne samo da organizmi životinja i biljaka odbijaju napade ogromnog broja patogenih bakterija. Ljudsko tijelo također proživljava stalne navale patogena i ne čudi što je ova "kuća" razvila vlastiti sustav obrane od prijetnji.
Stručnjaci su se usredotočili na gastrointestinalni trakt, jer je njegov bakterijski sastav najraznolikiji i najbrojniji. Tim je tražio spojeve koji su uključeni u obrambene mehanizme. Najčešće tu ulogu preuzimaju probavni enzimi i peptidi. Iako mnogi od njih nisu dovoljno jaki da bi se mogli koristiti kao antibiotici, oni mogu pružiti tragove istraživačima i naznačiti koje su „promjene“potrebne za nove lijekove.
Ovi peptidi su zaista sjajan predložak za inženjering. Ideja je koristiti sintetsku biologiju i dalje ih modificirati, kako bi ih učinili snažnijima “, objašnjava jedan od vodećih autora novog djela Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Zajedno s kolegama otkrio je gotovo dvije tisuće obećavajućih spojeva. Zatim su testirani pomoću posebnog algoritma koji otkriva sličnosti s već poznatim antimikrobnim peptidima.
„Ovo je metoda vađenja podataka koja olakšava pronalazak peptida koji prethodno nisu proučavani. Imamo modele za koje znamo da su povezani s klasičnim antimikrobnim peptidima, a tražilica kroz bazu podataka pronalazi uzorke slične onima koji ubijaju bakterije “, kaže istraživač.
Promotivni video:
Program je pomogao u odabiru 800 prikladnih peptida, a stručnjaci se već klade na jedan od njih. Taj se spoj naziva pepsinogen. Proizvodi se u želucu i sudjeluje u probavi hrane.
Neke fragmente ovog peptida, koji su nusproizvod procesa probave, algoritam je označio "potencijalno antimikrobnim". Njihova funkcija prethodno nije bila proučena, pa su stručnjaci imali novi smjer rada.
Kako bi testirali koliko bi ti potencijalni fragmenti pepsinogena mogli biti snažni, istraživači su pokrenuli laboratorijske testove u petrijevoj posudi. Koristili su nekoliko "različitih" patogena - Salmonella, E. coli i Pseudomonas aeruginosa.
Pokazalo se da peptid ove bakterije učinkovito uništava ne samo u kiselom okruženju (kao u želucu), već i na neutralnoj razini kiselosti.
Ispitivanja na miševima također su pokazala da fragmenti pepsinogena mogu ubiti kožne infekcije uzrokovane pseudomonas aeruginosa.
U sljedećoj fazi rada znanstvenici će morati smisliti mehanizam djelovanja peptida i pronaći način da ga još jače učine. Pored toga, oni će nastaviti provjeravati ostale veze koje je odabrao algoritam.
Znanstveni članak o rezultatima trenutnog rada objavljen je u ACS Synthetic Biology.
Yulia Vorobyova