Menneskekroppen produserer mange peptider som hjelper immunforsvaret å motstå angrep fra patogener. Og som det viste seg, er det kandidater for rollen som kraftige antimikrobielle medikamenter blant dem.
I det nye arbeidet lette forskere ved Massachusetts Institute of Technology sammen med italienske kolleger etter forbindelser som kunne tjene som grunnlag for en ny generasjon antibiotika som vil beseire superbugs. Husk at mange eksisterende medisiner mister kreftene: mikroorganismer har allerede utviklet resistens mot de fleste av dem.
Tidligere arbeid viser at å lete etter nye våpen er verdt å se på naturen. Effektive forbindelser er blitt funnet, for eksempel i melk av platypus, i kjertlene til klapperslanger og i tobakk.
Men ikke bare organismer av dyr og planter frastøter angrepene fra et stort antall sykdomsfremkallende bakterier. Menneskekroppen opplever også stadige raid av patogener, og det er ikke overraskende at dette "huset" har utviklet sitt eget forsvarssystem mot trusler.
Spesialister har fokusert på mage-tarmkanalen, siden bakteriesammensetningen er den mest mangfoldige og tallrike. Teamet lette etter forbindelser som er involvert i forsvarsmekanismer. Oftest antas denne rollen av fordøyelsesenzymer og peptider. Mens mange av disse ikke er sterke nok til å brukes som antibiotika, kan de gi ledetråder til forskere og indikere hvilke "tweaks" som er nødvendige for nye medisiner.
“Disse peptidene er virkelig en flott mal for prosjektering. Tanken er å bruke syntetisk biologi og endre dem videre, for å gjøre dem kraftigere,”forklarer en av de ledende forfatterne av det nye verket, Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Sammen med kollegene oppdaget han nesten to tusen lovende forbindelser. Deretter ble de testet ved hjelp av en spesiell algoritme som avslører likheter med allerede kjente antimikrobielle peptider.
“Dette er en data mining-metode som gjør det enkelt å finne peptider som ikke er studert tidligere. Vi har modeller som vi vet er assosiert med klassiske antimikrobielle peptider, og søkemotoren finner prøver gjennom databasen som ligner de som dreper bakterier, sier forskeren.
Salgsfremmende video:
Programmet bidro til å velge 800 passende peptider, og eksperter satser allerede på et av dem. Denne forbindelsen kalles pepsinogen. Det produseres i magen og er involvert i fordøyelsen av mat.
Noen fragmenter av dette peptidet, som er et biprodukt fra fordøyelsesprosessen, er blitt merket av algoritmen som "potensielt antimikrobiell." Deres funksjon hadde ikke tidligere blitt studert, så ekspertene hadde en ny retning å jobbe med.
For å teste hvor potente disse indikerte pepsinogenfragmentene kunne være, kjørte forskerne laboratorietester i en petriskål. De brukte flere "forskjellige" patogener - Salmonella, E. coli og Pseudomonas aeruginosa.
Det viste seg at peptidet ødelegger disse bakteriene effektivt, ikke bare i et surt miljø (som i magen), men også på et nøytralt surhetsnivå.
Forsøk hos mus har også vist at pepsinogenfragmenter er i stand til å drepe hudinfeksjoner forårsaket av Pseudomonas aeruginosa.
På neste trinn av arbeidet må forskere finne ut peptidets virkningsmekanisme og finne en måte å gjøre det enda kraftigere. I tillegg vil de fortsette å sjekke andre tilkoblinger valgt av algoritmen.
En vitenskapelig artikkel om resultatene fra det nåværende arbeidet ble publisert i ACS Synthetic Biology.
Yulia Vorobyova
