Corpul uman produce multe peptide care ajută sistemul imunitar să reziste atacurilor patogene. Și, după cum s-a dovedit, există printre acești candidați pentru rolul medicamentelor antimicrobiene puternice.
În noua lucrare, cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, împreună cu colegii italieni, au căutat compuși care ar putea servi drept bază pentru o nouă generație de antibiotice care va învinge superbugii. Reamintim că multe medicamente existente își pierd puterea: microorganismele au dezvoltat deja rezistență la majoritatea lor.
Lucrările anterioare arată că căutarea armelor noi merită privit în natură. Compuși eficienți s-au găsit, de exemplu, în laptele de platip, în glandele de cătină și în tutun.
Dar nu numai organismele animalelor și plantelor resping atacurile unui număr imens de bacterii patogene. Corpul uman se confruntă, de asemenea, cu raiduri constante de agenți patogeni și nu este surprinzător faptul că această „casă” și-a dezvoltat propriul sistem de apărare împotriva amenințărilor.
Specialiștii s-au concentrat asupra tractului gastro-intestinal, deoarece compoziția sa bacteriană este cea mai diversă și numeroasă. Echipa a căutat compuși care sunt implicați în mecanismele de apărare. Cel mai adesea, acest rol este asumat de enzimele digestive și peptide. Deși multe dintre acestea nu sunt suficient de puternice pentru a fi utilizate ca antibiotice, ele pot oferi indicii cercetătorilor și pot indica ce „modificări” sunt necesare pentru noile medicamente.
„Aceste peptide sunt într-adevăr un șablon excelent pentru inginerie. Ideea este să folosim biologia sintetică și să le modificăm în continuare, pentru a le face mai puternice”, explică unul dintre autorii de frunte ai noii lucrări, Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Împreună cu colegii săi, a descoperit aproape două mii de compuși promițători. Apoi au fost testate folosind un algoritm special care dezvăluie asemănări cu peptidele antimicrobiene deja cunoscute.
„Aceasta este o metodă de extragere a datelor care facilitează găsirea de peptide care nu au fost anterior studiate. Avem modele despre care știm că sunt asociate peptidelor antimicrobiene clasice, iar motorul de căutare găsește probe prin baza de date care sunt similare cu cele care ucid bacteriile”, spune cercetătorul.
Video promotional:
Programul a ajutat la selectarea a 800 de peptide adecvate, iar experții pariază deja pe una dintre ele. Acest compus se numește pepsinogen. Este produs în stomac și este implicat în digestia alimentelor.
Unele fragmente din această peptidă, care sunt un produs secundar al procesului de digestie, au fost etichetate de algoritm drept „potențial antimicrobiene”. Funcția lor nu a fost anterior studiată, astfel încât experții au avut o nouă direcție cu care să lucreze.
Pentru a testa cât de puternice ar putea fi aceste fragmente de pepsinogen indicate, cercetătorii au efectuat teste de laborator într-un vas petri. Au folosit mai mulți agenți patogeni „diversi” - Salmonella, E. coli și Pseudomonas aeruginosa.
S-a dovedit că peptida distruge eficient aceste bacterii nu numai într-un mediu acid (ca în stomac), ci și la un nivel de aciditate neutră.
Testele la șoareci au arătat, de asemenea, că fragmentele de pepsinogen sunt capabile să omoare infecțiile cutanate cauzate de Pseudomonas aeruginosa.
În următoarea etapă a lucrării, oamenii de știință vor trebui să își dea seama de mecanismul de acțiune al peptidei și să găsească o modalitate de a o face și mai puternică. În plus, vor continua să verifice alte conexiuni alese de algoritm.
Un articol științific privind rezultatele lucrărilor curente a fost publicat în ACS Synthetic Biology.
Yulia Vorobyova
