Дослідники виділили новий клас молекул з Aspergillus flavus.
Дослідники використовували смертельно небезпечний гриб (Aspergillus flavus) для створення потужного протиракового засобу. Це відкриття є особливо примітним, оскільки цей токсичний гриб, що вражає сільськогосподарські культури, має похмуру історичну репутацію.
Він був пов'язаний з таємничими смертями серед археологічних експедицій, які працювали в стародавніх гробницях. Так, наприклад, 1922 року після розтину гробниці Тутанхамона послідували незрозумілі смерті, що породили чутки про "прокляття фараона", пише Interesting Engineering. Пізніше було висунуто гіпотезу, що причиною могла бути спляча грибкова інфекція.
Подібна трагедія сталася в 1970-х у Польщі: десять учених померли протягом кількох тижнів після відвідин гробниці Казимира IV. Винуватцем було визнано Aspergillus flavus - гриб, сумнозвісний своєю токсичністю.
Навіть через тисячоліття його жовті спори здатні спричиняти важкі ураження легенів, особливо у людей з ослабленим імунітетом. Однак саме цей "мікробний лиходій" став несподіваним джерелом наукового прориву в боротьбі з раком. Вчені з Пенсільванського університету під керівництвом професора Шеррі Гао змогли виділити з Aspergillus flavus нове сімейство молекул.
Те, що гриби використовуються в медицині, давно не новина - вони вже подарували людству безліч корисних сполук. Найвідоміший приклад - пеніцилін, відкритий 1928 року з цвілі Penicillium notatum. Він став революційним засобом проти бактеріальних інфекцій.
"Природа подарувала нам неймовірну аптеку. Наше завдання - розкрити її таємниці", - зазначила професор Гао.
Цього разу команда зосередилася на рідкісному класі молекул під назвою RiPPs (рибосомально синтезовані та посттрансляційно модифіковані пептиди). Ці сполуки спочатку створюються рибосомами - клітинними фабриками білка - а потім модифікуються для посилення протиракової активності.
Хоча у бактерій відомо тисячі таких молекул, у грибів їх виявлено лише кілька. Очистити їх вкрай складно, як пояснює перший автор дослідження Цююе Ні. "Синтез цих сполук дуже складний. Але саме це робить їх такими біологічно активними", - додає вона.
Щоб розкрити секрети грибкових RiPPs, учені провели хімічне дослідження. Вони проаналізували дюжину штамів Aspergillus, порівнюючи їхні хімічні профілі з відомими будівельними блоками RiPPs. Це привело команду прямо до Aspergillus flavus.
За допомогою генетичного аналізу дослідники визначили джерело грибкових RiPPs і виявили унікальний клас молекул з особливою структурою взаємопов'язаних кілець. Вони назвали їх асперигіміцинами (asperigimycins).
Потенціал асперигіміцинів був очевидний відразу. Під час випробувань на людських клітинах лейкемії два з чотирьох варіантів показали виражений протираковий ефект навіть без модифікацій.
Але справжній прорив стався після невеликої модифікації: до молекул додали ліпід (жирову молекулу). У результаті їхня ефективність зрівнялася з давно застосовуваними препаратами - цитарабіном і даунорубіцином, схваленими FDA для лікування лейкемії.
Вчені розкрили цей механізм, виявивши ключовий ген - SLC46A3. Він діє як "ворота", допомагаючи асперигіміцинам проникати в клітини лейкемії у великій кількості. Подальші експерименти показали, як саме діють ці сполуки: вони порушують процес поділу клітин.
"Ракові клітини безконтрольно діляться. Ці сполуки блокують утворення мікротрубочок, необхідних для поділу", - пояснила Гао.
Примітно, що асперигіміцини діють вибірково: вони не чинять істотного впливу на клітини раку грудей, печінки, легенів, а також на бактерії та гриби. Це вказує на специфічність їхньої дії - важливу якість для майбутніх ліків.
Це відкриття відкриває величезні горизонти в медицині. Вчені вже виявили схожі генні кластери в інших грибів, що може означати наявність цілої скарбниці невідкритих сполук RiPPs.
Раніше УНІАН повідомляв про прорив у лікуванні хвороби Альцгеймера. У цьому випадку серйозну роль теж відіграло те, що раніше тільки завдавало шкоди нашому організму. Йдеться про бактерію Helicobacter pylori.
Крім того, ми також розповідали, що вчені навчилися використовувати людську сечу для зубних і кісткових імплантатів. Адже вона є серйозною загрозою для екології загалом.