Den menneskelige krop producerer mange peptider, der hjælper immunsystemet med at modstå angreb fra patogener. Og som det viste sig, er der kandidater til rollen som kraftfulde antimikrobielle stoffer blandt dem.
I det nye arbejde ledte forskere ved Massachusetts Institute of Technology sammen med italienske kolleger efter forbindelser, der kunne tjene som grundlag for en ny generation af antibiotika, der vil besejre superbugs. Husk, at mange eksisterende lægemidler mister deres styrke: mikroorganismer har allerede udviklet resistens over for de fleste af dem.
Tidligere arbejde viser, at det er værd at se på naturen efter at se efter nye våben. Effektive forbindelser er fx fundet i mælken fra platypus, i kirtlernes kirtler og i tobak.
Men ikke kun organismer af dyr og planter frastøder angreb fra et stort antal patogene bakterier. Den menneskelige krop oplever også konstante angreb på patogener, og det er ikke overraskende, at dette "hus" har udviklet sit eget forsvarssystem mod trusler.
Specialister har fokuseret på mave-tarmkanalen, da dens bakteriesammensætning er den mest forskellige og adskillige. Holdet kiggede efter forbindelser, der er involveret i forsvarsmekanismer. Oftest antages denne rolle af fordøjelsesenzymer og peptider. Mens mange af disse ikke er stærke nok til at blive brugt som antibiotika, kan de give forskere ledetråde og indikere, hvilke "justeringer" der er brug for til nye lægemidler.
”Disse peptider er virkelig en fantastisk skabelon til konstruktion. Ideen er at bruge syntetisk biologi og ændre dem yderligere for at gøre dem mere magtfulde,”forklarer en af de førende forfattere af det nye værk, Cesar de la Fuente-Nunez (Cesar de la Fuente-Nunez).
Sammen med sine kolleger opdagede han næsten to tusinde lovende forbindelser. Derefter blev de testet ved hjælp af en speciel algoritme, der afslører ligheder med allerede kendte antimikrobielle peptider.
”Dette er en dataindvindingsmetode, der gør det let at finde peptider, der ikke tidligere er blevet undersøgt. Vi har modeller, som vi ved, er forbundet med klassiske antimikrobielle peptider, og søgemaskinen finder prøver gennem databasen, der ligner dem, der dræber bakterier,”siger forskeren.
Salgsfremmende video:
Programmet hjalp med at vælge 800 egnede peptider, og eksperter satser allerede på et af dem. Denne forbindelse kaldes pepsinogen. Det produceres i maven og er involveret i fordøjelsen af mad.
Nogle fragmenter af dette peptid, som er et biprodukt fra fordøjelsesprocessen, er blevet markeret af algoritmen som "potentielt antimikrobiel." Deres funktion var ikke tidligere blevet undersøgt, så eksperterne havde en ny retning at arbejde med.
For at teste, hvor potente disse indikerede pepsinogenfragmenter kunne være, gennemførte forskerne laboratorieundersøgelser i en petriskål. De brugte adskillige "forskellige" patogener - Salmonella, E. coli og Pseudomonas aeruginosa.
Det viste sig, at peptidet effektivt ødelægger disse bakterier ikke kun i et surt miljø (som i maven), men også på et neutralt surhedsniveau.
Forsøg i mus har også vist, at pepsinogenfragmenter er i stand til at dræbe hudinfektioner forårsaget af Pseudomonas aeruginosa.
I den næste fase af arbejdet skal forskere finde ud af peptidets virkningsmekanisme og finde en måde at gøre det endnu mere magtfuldt. Derudover vil de fortsætte med at kontrollere andre forbindelser, der er valgt af algoritmen.
En videnskabelig artikel om resultaterne af det aktuelle arbejde blev offentliggjort i ACS Synthetic Biology.
Yulia Vorobyova
