Lidské tělo produkuje mnoho peptidů, které pomáhají imunitnímu systému odolávat útokům patogenů. A jak se ukázalo, mezi nimi jsou kandidáti na roli silných antimikrobiálních léků.
V nové práci vědci z Massachusetts Institute of Technology společně s italskými kolegy hledali sloučeniny, které by mohly posloužit jako základ nové generace antibiotik, které porazí superbugy. Připomeňme, že mnoho existujících drog ztrácí sílu: mikroorganismy již vyvinuly rezistenci na většinu z nich.
Předchozí práce ukazuje, že hledání nových zbraní stojí za to hledat přírodu. Účinné sloučeniny byly nalezeny například v mléce platypus, v žlázách chřestýšů a v tabáku.
Ale nejen organismy zvířat a rostlin odrazují útoky velkého počtu patogenních bakterií. Lidské tělo také zažívá neustálé nájezdy patogenů a není divu, že tento "dům" vyvinul svůj vlastní systém obrany proti hrozbám.
Odborníci se zaměřili na gastrointestinální trakt, protože jeho bakteriální složení je nejrozmanitější a nejpočetnější. Tým hledal sloučeniny, které se podílejí na obranných mechanismech. Nejčastěji tuto roli hrají trávicí enzymy a peptidy. I když mnoho z nich není dostatečně silné, aby bylo možné je použít jako antibiotika, mohou vědcům poskytnout vodítka a naznačit, co „vylepšení“je pro nové léky zapotřebí.
"Tyto peptidy jsou opravdu skvělou šablonou pro inženýrství." Cílem je použít syntetickou biologii a dále je modifikovat, učinit je silnějšími, “vysvětluje jeden z předních autorů nového díla, Cesar de la Fuente-Nunez.
Spolu se svými kolegy objevil téměř dva tisíce slibných sloučenin. Poté byly testovány pomocí speciálního algoritmu, který odhaluje podobnosti s již známými antimikrobiálními peptidy.
„Jedná se o metodu dolování dat, která usnadňuje nalezení peptidů, které dosud nebyly studovány. Máme modely, o kterých víme, že jsou spojeny s klasickými antimikrobiálními peptidy, a vyhledávač vyhledá v databázi vzorky, které jsou podobné těm, které ničí bakterie, “říká výzkumník.
Propagační video:
Program pomohl vybrat 800 vhodných peptidů a odborníci již na jeden z nich sázejí. Tato sloučenina se nazývá pepsinogen. Vyrábí se v žaludku a podílí se na trávení potravy.
Některé fragmenty tohoto peptidu, které jsou vedlejším produktem procesu trávení, byly algoritmem označeny jako „potenciálně antimikrobiální“. Jejich funkce nebyla dříve studována, takže odborníci měli nový směr k práci.
Vědci provedli laboratorní testy v Petriho misce, aby vyzkoušeli, jak silné by mohly být tyto uvedené fragmenty pepsinogenu. Používali několik „rozmanitých“patogenů - Salmonella, E. coli a Pseudomonas aeruginosa.
Ukázalo se, že peptid účinně ničí tyto bakterie nejen v kyselém prostředí (jako v žaludku), ale také na neutrální úrovni kyselosti.
Testy na myších také ukázaly, že fragmenty pepsinogenu jsou schopné zabíjet kožní infekce způsobené Pseudomonas aeruginosa.
V další fázi práce budou vědci muset zjistit mechanismus působení peptidu a najít způsob, jak ho ještě zesílit. Kromě toho budou i nadále kontrolovat další spojení vybraná algoritmem.
Vědecký článek o výsledcích současné práce byl publikován v ACS Synthetic Biology.
Julia Vorobyová