Vedci izolovali novú triedu molekúl z huby Aspergillus flavus.
Smrteľne nebezpečná huba sa ukázala byť užitočná / : depositphotos.com
Vedci využili smrteľne nebezpečnú hubu (Aspergillus flavus) na vytvorenie silného prostriedku proti rakovine. Objav je obzvlášť pozoruhodný, pretože táto toxická huba, ktorá postihuje poľnohospodárske plodiny, má pochmúrnu historickú povesť.
Bola spojená so záhadnými úmrtiami archeologických expedícií pracujúcich v starovekých hrobkách. Napríklad v roku 1922 nasledovali po otvorení Tutanchamónovej hrobky nevysvetliteľné úmrtia, čo vyvolalo fámy o „faraónovej kliatbe“, píše portál Interesting Engineering. Neskôr sa objavila hypotéza, že príčinou mohla byť spiaca plesňová infekcia.
Podobná tragédia sa stala v 70. rokoch 20. storočia v Poľsku: desať vedcov zomrelo v priebehu niekoľkých týždňov po návšteve hrobky Kazimíra IV. Ako vinník bol identifikovaný Aspergillus flavus, huba známa svojou toxicitou.
Ako je Aspergillus nebezpečný pre ľudí a ako sa stal „liekom“
Jeho žlté spóry môžu aj po tisícoch rokov spôsobiť vážne poškodenie pľúc, najmä u ľudí so zníženou imunitou. Ale práve tento „mikrobiálny zloduch“ sa stal nečakaným zdrojom vedeckých objavov v boji proti rakovine. Vedcom z Pensylvánskej univerzity pod vedením profesorky Sherry Gao sa podarilo z Aspergillus flavus izolovať novú skupinu molekúl.
To, že sa huby využívajú v medicíne, už dávno nie je novinka – ľudstvu už poskytli mnoho užitočných zlúčenín. Najznámejším príkladom je penicilín, objavený v roku 1928 z plesne Penicillium notatum. Stal sa revolučným liekom proti bakteriálnym infekciám.
„Príroda nám dala neuveriteľnú lekáreň. Našou úlohou je odhaliť jej tajomstvá,“ povedal profesor Gao.
Tentoraz sa tím zameral na vzácnu triedu molekúl nazývaných RiPP (ribozómovo syntetizované a posttranslačne modifikované peptidy). Tieto zlúčeniny sú najprv vytvorené ribozómami – továrňami na bunkové bielkoviny – a potom modifikované tak, aby zvýšili protirakovinovú aktivitu.
Zatiaľ čo u baktérií sú známe tisíce takýchto molekúl, u húb sa ich našlo len niekoľko. Ich purifikácia je mimoriadne náročná, ako vysvetľuje prvý autor štúdie Qiuyue Ni. „Syntéza týchto zlúčenín je veľmi zložitá. Ale práve preto sú také biologicky aktívne,“ dodáva.
Aby vedci odhalili tajomstvá hubových RiPP, uskutočnili chemickú štúdiu. Analyzovali tucet kmeňov Aspergillus a porovnávali ich chemické profily so známymi stavebnými kameňmi RiPP. To viedlo tím priamo k Aspergillus flavus.
Perspektívy v liečbe leukémie
Pomocou genetickej analýzy vedci identifikovali zdroj hubových RiPP a objavili jedinečnú triedu molekúl so špeciálnou štruktúrou vzájomne prepojených kruhov. Nazvali ich asperigimycíny (asperigimycíny).
Potenciál asperigimycínov bol okamžite zrejmý. Pri testoch na ľudských leukemických bunkách vykazovali dva zo štyroch variantov výrazný protirakovinový účinok aj bez úprav.
Skutočný prelom však nastal po malej modifikácii: do molekúl sa pridal lipid (tuková molekula). V dôsledku toho sa ich účinnosť vyrovnala účinnosti dlhodobo používaných liekov cytarabínu a daunorubicínu, schválených Úradom pre kontrolu potravín a liečiv na liečbu leukémie.
Ako lipid zlepšil účinnosť
Vedci tento mechanizmus odhalili objavením kľúčového génu SLC46A3. Ten funguje ako „vstupná brána“, ktorá pomáha asperigimycínom vstupovať do leukemických buniek vo veľkom množstve. Ďalšie experimenty ukázali, ako presne tieto zlúčeniny fungujú: narúšajú proces delenia buniek.
„Rakovinové bunky sa nekontrolovane delia. Tieto zlúčeniny blokujú tvorbu mikrotubulov potrebných na delenie,“ vysvetlil Gao.
Pozoruhodné je, že asperigimycíny pôsobia selektívne: nemajú významný účinok na bunky rakoviny prsníka, pečene a pľúc, ako aj na baktérie a huby. To naznačuje špecifickosť ich účinku – dôležitú vlastnosť pre budúce lieky.
Tento objav otvára obrovské obzory v medicíne. Vedci už identifikovali podobné zhluky génov aj u iných húb, čo by mohlo znamenať, že existuje pokladnica neobjavených zlúčenín RiPPs.
Ďalšie prekvapivé objavy vedcov
Agentúra My už skôr informovala o prelomovom objavu v liečbe Alzheimerovej choroby. V tomto prípade zohralo vážnu úlohu aj niečo, čo predtým nášmu telu len škodilo. Hovoríme o baktérii Helicobacter pylori.
Okrem toho sme vás informovali aj o tom, že vedci sa naučili používať ľudský moč na zubné a kostné implantáty. Koniec koncov, je to vážna hrozba pre životné prostredie ako celok.
