Грибок, який, як вважають, забрав життя кількох екскаваторників, які працювали на місці поховання фараона Тутанхамона, отримав серйозне перетворення завдяки вченим, які виявили, що він має потужні протиракові властивості. Тепер він відчиняє двері новим та ефективним методам лікування лейкемії.
Дослідження вчених з Університету Пенсільванії (UPenn), яке було опубліковано в журналі Nature Chemical Biology, може допомогти зняти «прокляття фараона», що приписується Aspergillus flavus. Вчені виявили, що цей грибок містить новий клас молекул, які, бувши витягнутими з організму та зміненими, можуть впливати на клітинний поділ при лейкемії та порушувати його.
"Гриби дали нам пеніцилін", - каже головний автор Шеррі Гао, доцент кафедри хімічної та біомолекулярної інженерії та біоінженерії в UPenn. «Ці результати показують, що ще потрібно знайти безліч ліків, отриманих із натуральних продуктів».
A. flavus належить до великого роду, що налічує близько 250 видів, і може бути знайдений в ґрунті, сіні, зерні та гнилявій рослинності по всьому світу. Довгостроковий його вплив може викликати алергію, астму, інфекції носових пазух та серйозніші захворювання легень. Однак його відповідальність за вбивство археологів, які контактували з його довго сплячими спорами, все ще обговорюється.
Однак дослідники з UPenn цікавилися не його минулим, а тим, що він може принести в майбутньому. З крихітного грибка вони витягли певні сполуки, які належать до групи, відомої як рибосомальне синтезовані та посттрансляційне модифіковані пептиди (RiPP), та модифікували їх для підвищення ефективності. При випробуванні на ракових клітинах їх біоінженерний грибний препарат зміг зупинити проліферацію клітин на її шляху, діючи так само добре, як і поточні препарати, схвалені Управлінням контролю за продуктами та ліками (FDA) для лікування лейкемії.
Як можна зрозуміти з назви, RiPP виробляються в рибосомі клітини, невеликому, але дуже важливому компоненті, що знаходиться в цитоплазмі, який має вирішальне значення для синтезу білка. По суті, рибосома – це як кухар клітини, який бере рецепт (мРНК) та підбирає потрібні інгредієнти (амінокислоти) для приготування певної страви (білків), які підтримують функцію та здоров'я клітини.
"Синтез цих сполук складний", - каже провідний автор дослідження Кює Най, докторант Пенсільванського університету. "Але це також те, що дає їм цю чудову біоактивність".
Вчені очистили чотири різних RiPP, тепер відомих як асперигіміцини, і виявили, що два з них вплинули на ракові клітини. Маніпулюючи деякими генетичними перемикачами в ракових клітинах, вчені виявили, що один ген, SLC46A3 відкрив клітинний прохід, що дозволяє асперигіміцинам масово проникати всередину.
"Цей ген діє як шлюз", - каже Най. «Це не просто допомагає асперигіміцинам проникати в клітини, а й дозволяє іншим «циклічним пептидам» робити те саме».
Подальші дослідження показали, як асперигіміцини порушують процес розподілу ракових клітин.
"Ракові клітини діляться безконтрольно", - каже Гао. «Ці сполуки блокують утворення мікротрубочок, які необхідні для поділу клітин».
Цікаво, що асперигіміцини роблять таку дію тільки на клітини лейкемії, а не на рак молочної залози, печінки або легень, що робить його високоспецифічним і багатообіцяльним як нове, спеціалізоване та ефективне медичне втручання.
Хоча в бактеріях було виявлено тисячі RiPP, у грибах вони зустрічаються рідко, що робить це відкриття особливо цікавим для розробки нових ліків. Це також означає, що їх буде виявлено ще багато.
«Хоча виявлено всього кілька, майже всі вони мають сильну біологічну активність», — каже Най. "Це недосліджена область з величезним потенціалом".
Мета дослідників – тепер протестувати свої нові сполуки на тваринних моделях, і якщо результати виявляться багатообіцяльними, це прокладе шлях до випробувань на людях – хоч і досить довгий.
"Природа дала нам цю неймовірну аптеку", - каже Гао. «Нам належить розкрити її секрети. Як інженери, ми раді продовжувати дослідження, навчатися у природи та використовувати ці знання для розробки найкращих рішень».
Джерела: Університет Пенсільванії
