Связанные с печально известным проклятием
Тутанхамона, смертоносные споры теперь могут быть превращены в мощное средство для лечения лейкемии.
Микробы обладают двойственной природой: они могут наносить вред, но также являются источником лекарств от болезней. Самый известный препарат на основе грибков, пенициллин, произвёл революцию в медицине.
Сейчас исследователи копают ещё глубже - в буквальном смысле - в поисках новых методов лечения. Каков их последний источник? Грибок, который когда-то преследовал древние гробницы и обладал реальным проклятием для тех исследователей и археологов, которые были достаточно смелыми и безрассудными, чтобы отважиться проникнуть в эти священные места захоронения.
Аспергилл жёлтый (Aspergillus flavus), плесень, известная тем, что выживала в запечатанных погребальных камерах в течение тысяч лет, прежде чем подвергнуть опасности археологов и их команды, теперь, как оказалось, содержит соединение, способное делать совершенно противоположное - противостоять смерти благодаря своей неожиданной способности бороться с раком.
Новое исследование, проведенное Школой инженерии и прикладных наук Университета Пенсильвании и опубликованное в журнале «Nature Chemical Biology», показывает, что с небольшой химической модификацией вещество, производимое этим грибком, может даже конкурировать с одобренными FDA лекарствами от лейкемии.
Опасность древних гробниц
Aspergillus flavus имеет смертоносную репутацию. Она известна как распространённая плесень на сельскохозяйственных культурах и скрытая опасность в древних гробницах, а её споры связывают с загадочными смертями - от раскопок гробницы Тутанхамона в 1920-х годах до инцидента в польской королевской гробнице в 1970-х годах, в результате которого, по всей видимости, погибли несколько археологов.
Грибок производит токсины и может вызывать серьёзные респираторные инфекции, особенно у людей с ослабленным иммунитетом. Но теперь учёные меняют сценарий его действия.
Исследуемое соединение Аспергилла жёлтого принадлежит к группе RiPPs, которая представляет собой пептиды, производимые рибосомами (клеточными органеллами, необходимыми для производства белков) и впоследствии химически изменённые для усиления их функции.
Многие RiPP были обнаружены в бактериях, но грибки оставались в основном незамеченными - их часто неправильно идентифицировали или плохо понимали. Но ситуация меняется. В поисках перспективных соединений RiPP, содержащихся в грибках, команда проверила дюжину видов Aspergillus, ища химические подсказки.
Aspergillus flavus выделялся среди остальных. «Синтез этих соединений сложен», - говорит ведущий автор исследования Циюэ Ни. «Но именно это и придает им такую замечательную биологическую активность».
Борьба с раковыми клетками
Отключив определённые гены в Aspergillus flavus, команда точно определила ответственный белок. Они очистили четыре ранее неизвестные молекулы со сложными, взаимосвязанными кольцевыми структурами и назвали их аспергимицинами.
При смешивании с раковыми клетками человека два из этих соединений продемонстрировали сильную активность против лейкемии. Третье, изначально неактивное, было химически модифицировано с помощью липидных цепей для повышения его эффективности и в конечном итоге продемонстрировало такую же эффективность, как и традиционные химиотерапевтические препараты, такие как цитарабин и даунорубицин.
Фото: hi-tech.mail.ru
Дальнейшие тесты показывают, что аспергимицины препятствуют делению раковых клеток. «Раковые клетки делятся бесконтрольно», - поясняет старший автор Шерри Гао в пресс-релизе. «Эти соединения блокируют образование микротрубочек, которые необходимы для деления клеток».
Разработка более безопасных методов лечения рака
Важно отметить, что эти молекулы практически не оказывали влияния на другие типы рака, такие как рак груди, печени или лёгких, а также на другие бактерии и грибки, что свидетельствует о редком уровне специфичности. Такой целенаправленный эффект является ключом к разработке более безопасных методов лечения.
Исследователи также идентифицировали похожие генные кластеры в других грибках, надеясь, что существует ещё много RiPP, содержащихся в них и ожидающих своего открытия. «Несмотря на то, что было найдено лишь несколько, почти все они обладают сильной биологической активностью», - говорит Ни. «Это неизведанная область с огромным потенциалом».
Следующим шагом для этого смертоносного грибка, ставшего помощником, будут испытания на животных и, есть надежда на дальнейшие клинические испытания на людях. «Природа подарила нам эту невероятную аптеку», - говорит Гао. «Нам остаётся только раскрыть её секреты. Как инженеры, мы с энтузиазмом продолжаем исследовать, учиться у природы и использовать эти знания для разработки лучших решений. Эти результаты показывают, что ещё предстоит открыть много лекарств, полученных из природных материалов».