2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
Egy nemzetközi kutatócsoport szerint az észak-európai fenyőerdőkben található gombában azonosított peptid ugyanolyan erővel rendelkezik, mint a penicillin és a vankomicin.
A Nature október 13-i számában a Novozymes dán biotechnológiai cég csapata, valamint a Georgetown Egyetemi Orvostudományi Központ és az UCLA David Geffen Orvostudományi Karának kutatói azt mondják, hogy izolálták a "plektazint", az első defenzint, amelyet valaha találtak. gombákban. A kutatást a dániai Novozymeslaboratoriesban végezték.
A defenzinek peptidek, miniatűr fehérjemolekulák, amelyeket állatok széles köre termel, hogy megvédje magát a fertőzésekkel szemben. Az emberek fehérvérsejtjeiben és bőrében például defenzinek vannak, de úgy gondolják, hogy ez az új fungaldefenzin, a plektazin erősebb, és konkrétabban céloz bizonyos baktériumokat.
Valóban, amikor a plektazint laboratóriumban és állatokon tesztelték, rendkívül hatékonynak bizonyult a Streptococcus pneumoniae és a Streptococcus pyogenes baktériumok ellen, beleértve azokat a törzseket is, amelyek ma már rezisztensek a hagyományos antibiotikumokkal szemben. Ezek a baktériumok olyan betegségekért felelősek, mint az agyhártyagyulladás, a közösségben szerzett tüdőgyulladás, a torokgyulladás, az életveszélyes szepszis és a húspusztító bőrfertőzések.
A plektazin felfedezése hatással van a defenzinek fejlődésére, mint számos gyakori és halálos fertőzés elleni kezelésre, és új korszakot indíthat el az antibiotikumok felfedezésében és fejlesztésében – mondta Michael Zasloff, a tanulmány társszerzője, M. D., Ph. D., a Georgetown University Medical Center Sebészeti és Gyermekgyógyászati Osztályának professzora.
Zasloff azt mondja, hogy az antibiotikumok fejlesztésének területe nem sokat változott 1929 óta, amikor Alexander Fleming rájött, hogy a Penicillium gombás "kenyérpenész", amely véletlenül landolt egy Petri-csészében, olyan anyagot termel, amely elpusztította a staphylococcalbaktériumok kolóniáit.
"Az emberek által használt legtöbb antibiotikumot gombák és bizonyos talajbaktériumok termelik" - mondta. "Meglévő felfedezőeszközeinket használva az elmúlt évtizedben nem sikerült egyetlen új antibiotikum-osztályt sem feltárnunk ezekből a forrásokból. Azonban egy új genetikai megközelítés alkalmazásával, amely lehetővé tette a csapat számára a plektazin felfedezését, most már tudjuk, hogy az antibiotikumok egész osztályát figyelmen kívül hagyták."
„Ez a felfedezés (plektazin), és a további mintegy 200 000 gombafaj létezése hatalmas univerzumot nyit meg az új peptid antibiotikumok felfedezésére” – mondta Robert Lehrer, M. D., az UCLA David Geffen Orvostudományi Karának kiváló orvosprofesszora. Lehrer szerint a plektazin, ha bebizonyosodik, hogy biztonságos és hatékony az emberekben, 2012-re kerülhet a piacra.
Zasloff és Lehrer nemzetközileg az antimikrobiális peptidek szakértőiként ismertek – az antibiotikumok azon osztálya, amelybe a plektazin tartozik –, és ebben a tanulmányban együttműködtek a Novozymes nevű dán biotech céggel, amely a kutatást vezette. Zasloff és Lehrer az egyetlen két tudós az Egyesült Államok egyetemeiről a 20 fős kutatócsoportban, akik társszerzői voltak a tanulmánynak.
Minden életformának meg kell védekeznie a mikrobiális betolakodók – baktériumok, gombák, vírusok – ellen, és ennek érdekében antimikrobiális defenzin peptideket termel. Emberben a defenzineket specifikus fehérvérsejtek és immunsejtek állítják elő, amelyek később elnyelik az idegen betolakodókat, valamint a bőr és a nyálkahártyák, hogy elpusztítsák a mikrobákat, mielőtt azok behatolnának a védőgátakba.
A kutatók úgy vélik, hogy a gombáknak hasonló védekezési rendszerük van, különösen mivel ezek a növényszerű szervezetek a rothadó anyagokból élnek – mondta Zasloff."Versenyezniük kell más organizmusokkal, például baktériumokkal és vírusokkal, amelyek szintén ugyanazt az ételt akarják elfogyasztani. Ezenkívül meg kell védeniük magukat attól, hogy az őket körülvevő mikrobák megegyék őket."
De azt mondta, hogy senkinek sem sikerült defenzint találnia a gombásodás hagyományos kutatási technikáiban, amely magában fogl alta a gombák inliquid tenyészeteinek termesztését, majd a tenyészet tesztelését, hogy kiderüljön, tartalmaz-e antibiotikum-molekulát.
A kutatócsoport ehelyett a legújabb genetikai tudományt használta a defenzinek felkutatására, amelyekről úgy gondolták, hogy a gombáknak rendelkezniük kell. Lehrer szerint a Pseudoplectania nigrella gombafajok kiválasztása serény lehetett, de a Novozymes csapata a legmodernebb biotechnológiát használta annak genetikai üzeneteinek lehallgatására és értelmezésére, és óriási jártasságot mutatott a plektazin hatékony, gazdaságos és nagy mennyiségben történő előállításában." Több mint három évtizede kezdtem el foglalkozni az antimikrobiális peptidekkel, mondta Lehrer, és a laboratóriumom először 1985-ben írta le a humandefenzineket. Tehát a plektazin felfedezése miatt nagyapának érzem magam."
További vizsgálat kimutatta, hogy ez a defenzin, a plektazin hasonlít a pókokban, skorpiókban, szitakötőkben és kagylókban található defenzinekre – ez arra utal, hogy a rovarokban, puhatestűekben és gombákban található defenzinek egy közös ősi génből származnak. Ezen információk alapján a tudósok úgy vélik, hogy a defenzinek több mint egymilliárd éve jelentek meg élőlényekben.
A nyomozók ezután a National Center for Antimicrobials and Infection Controlhoz fordultak, amely az Egyesült Államok Betegségellenőrzési Központjának dán megfelelője, hogy laboratóriumban teszteljék a plektazint a baktériumok széles spektruma elleni antimikrobiális aktivitásra. Potentaktivitást mutatott a Gram-pozitív baktériumok számos fajával szemben, és különösen aktív volt a S. pneumoniae (a tüdőgyulladás vezető oka) ellen, beleértve az összes ismert klinikai törzset és azokat, amelyek ma már rezisztensek a hagyományos antibiotikumokkal szemben."Ez azért fontos, mert a hagyományos antibiotikumokkal szembeni növekvő bakteriális rezisztencia számos jelenleg használt antibiotikum jövőjét fenyegeti" - mondta Zasloff.
"Egérvizsgálatok során a plektazin rendkívül alacsony toxicitást mutatott, és a vankomicinhez és a penicillinhez hasonlóan nem volt hatékony az állatok kísérleti hashártyagyulladásának (a hasüreg bélésének gyulladása, amely halálos is lehet) és a S. pneumoniae által okozott tüdőgyulladás gyógyításában., a kutatók jelentése szerint.
"Bár a pontos mechanizmus, amellyel a plektazin kifejti antimikrobiális hatását, még mindig vizsgálat alatt áll, előfordulhat, hogy olyan mechanizmussal működik, amely nagyon eltér a hagyományos antibiotikumoktól, Zasloffsaid.
"A defenzinek csoportként számos baktérium, gomba, protozoa és még vírus ellen is hatásosak. Teljesen lehetséges, hogy olyan fungaldefenzineket fedeznek fel, amelyeket mindezen emberi kórokozók ellen ki lehet fejleszteni" - tette hozzá Zasloff.
"A kutatást a Novozymes végezte és finanszírozta, Zasloff és Lehrer a vállalat tanácsadóiként szolgáltak. A cikk további szerzői: Per H Mygind, PhD, Rikke L Fischer, PhD, Kirk Schnorr, PhD, Mogens T. Hansen, MSc, Carsten P Sönksen, PhD, Svend Ludvigsen, PhD, Dorotea Raventós, PhD, Steen Buskov, PhD, Bjarke Christensen, PhD, Leonardo De Maria, PhD, Olivier Taboureau, PhD, Debbie Yaver, PhD, Signe G Elvig- Jørgensen, MSc, Marianne V Sørensen, PhD, Bjørn EChristensen, PhD, Søren Kjærulff, PhD, Niels Frimodt-Moller, MD, RobertI Lehrer, MD, Michael Zasloff, MD, PhD és Hans-Henrik Kristensen, PhD.
