Závan nádeje z Tutanchamónovej hrobky: Pleseň s povesťou zabijaka bojuje proti leukémii

Pleseň, ktorá kedysi desila archeológov v hrobke kráľa Tutanchamóna, prekvapuje vedcov. Objavili, že obsahuje látky s potenciálom v boji proti leukémii, čím otvára dvere novým možnostiam liečby.

Vedci z Pennsylvánskej univerzity (UPenn) možno odhaľujú tajomstvo „faraónovej kliatby“, ktorá sa pripisovala plesni Aspergillus flavus. Zistili, že obsahuje novú triedu molekúl, ktoré po extrakcii a úprave dokážu selektívne zasiahnuť a narušiť delenie buniek pri leukémii.

„Plesne nám dali penicilín,“ povedala Sherry Gao, profesorka chemického a biomolekulárneho inžinierstva a bioinžinierstva na UPenn. „Tieto výsledky ukazujú, že existuje ešte veľa liekov, ktoré sa dajú získať z prírodných zdrojov.“

Aspergillus flavus patrí do rozsiahleho rodu s približne 250 druhmi a možno ju nájsť po celom svete, v pôde, sene, obilí a rozkladajúcej sa vegetácii. Chronická expozícia môže vyvolať alergie, astmu, infekcie dutín a závažnejšie ochorenia pľúc. Jej zlá povesť v súvislosti s úmrtiami archeológov, ktorí prišli do kontaktu s jej dlho spiacimi spórami, je však stále predmetom diskusií.

Komentár redakcie: Objav látok v plesni Aspergillus flavus s potenciálom v boji proti leukémii predstavuje významný krok v hľadaní nových a účinnejších liečebných postupov. Hoci je potrebný ďalší výskum, tento objav otvára nové možnosti pre vývoj liekov a ukazuje na dôležitosť skúmania prírodných zdrojov v medicíne.

Výskumníci z UPenn sa však nezaujímali o jej minulosť, ale o to, čo by mohla priniesť budúcnosť. Z tejto drobnej plesne extrahovali špecifické zlúčeniny patriace do skupiny ribozomálne syntetizovaných a posttranslačne modifikovaných peptidov (RiPPs) a upravili ich, aby zvýšili ich účinnosť. Keď ich testovali na rakovinových bunkách, ich bioinžiniersky liek z plesní dokázal zastaviť šírenie buniek a fungoval rovnako dobre ako súčasné lieky schválené Úradom pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) na liečbu leukémie.

Ako už názov napovedá, RiPPs sa tvoria v ribozómoch buniek, malých, ale veľmi dôležitých zložkách nachádzajúcich sa v cytoplazme, ktoré sú kľúčové pre syntézu bielkovín. Ribozóm je v podstate ako kuchár bunky, ktorý si vezme recept (mRNA) a vezme správne prísady (aminokyseliny) na výrobu konkrétneho pokrmu (bielkoviny), ktoré udržujú funkciu a zdravie bunky.

„Syntéza týchto zlúčenín je komplikovaná,“ povedala prvá autorka Qiuyue Nie, postdoktorandka na UPenn. „Ale to im dáva túto pozoruhodnú bioaktivitu.“

Tím prečistil štyri rôzne RiPPs, teraz známe ako asperigimycíny, a zistil, že dva z nich mali významný vplyv na rakovinové bunky. Vedci manipuláciou s niektorými genetickými prepínačmi v rakovinových bunkách zistili, že jeden gén, SLC46A3, otvoril bunkové dvere, aby umožnil hromadný vstup asperigimycínom.

„Tento gén funguje ako brána,“ povedala Nie. „Nielenže pomáha asperigimycínom dostať sa do buniek, ale môže umožniť aj iným „cyklickým peptidom“ urobiť to isté.“

A ďalší výskum odhalil, ako asperigimycíny narúšajú proces delenia rakovinových buniek.

„Rakovinové bunky sa delia nekontrolovateľne,“ povedala Gao. „Tieto zlúčeniny blokujú tvorbu mikrotubúl, ktoré sú nevyhnutné pre delenie buniek.“

Je zaujímavé, že asperigimycíny mali tento účinok len na bunky leukémie, nie na rakovinu prsníka, pečene alebo pľúc, čo ich robí vysoko špecifickými a veľmi sľubnými ako nový, špecializovaný a účinný medicínsky zásah.

Zatiaľ čo v baktériách boli nájdené tisíce RiPPs, v plesniach sú zriedkavé, čo robí tento objav obzvlášť vzrušujúcim pre vývoj nových liekov. Znamená to tiež, že je pravdepodobné, že ich bude objavených oveľa viac.

„Hoci ich bolo nájdených len niekoľko, takmer všetky majú silnú bioaktivitu,“ hovorí Nie. „Ide o neprebádanú oblasť s obrovským potenciálom.“

Cieľom výskumníkov je teraz otestovať svoje nové zlúčeniny na zvieracom modeli, a ak budú sľubné, budú mať cestu k testovaniu na ľuďoch – aj keď o dosť dlhší čas.

„Príroda nám dala túto neuveriteľnú lekáreň,“ povedala Gao. „Je na nás, aby sme odhalili jej tajomstvá. Ako inžinieri sme nadšení, že môžeme pokračovať v skúmaní, učiť sa od prírody a využívať tieto znalosti na navrhovanie lepších riešení.“

Štúdia bola publikovaná v časopise Nature Chemical Biology.

Zdroj: University of Pennsylvania