Zarejestruj się teraz

Zaloguj sie

Zgubione hasło

Zgubiłeś swoje hasło? Wprowadź swój adres e-mail. Otrzymasz link i utworzysz nowe hasło e-mailem.

Dodaj post

Musisz się zalogować, aby dodać post .

Dodaj pytanie

Aby zadać pytanie, musisz się zalogować.

Zaloguj sie

Zarejestruj się teraz

Witamy na stronie Scholarsark.com! Twoja rejestracja zapewni Ci dostęp do większej liczby funkcji tej platformy. Możesz zadawać pytania, wnosić wkład lub udzielać odpowiedzi, przeglądaj profile innych użytkowników i wiele więcej. Zarejestruj się teraz!

Inżynierowie MIT wykorzystują jad osy na antybiotyk: Zmienione peptydy z jadu osy południowoamerykańskiej mogą zabijać bakterie, ale są nietoksyczne dla komórek ludzkich

Jad owadów, takich jak osy i pszczoły, jest pełen związków, które mogą zabijać bakterie. Niestety, wiele z tych związków jest również toksycznych dla ludzi, uniemożliwiające stosowanie ich jako antybiotyków. Po przeprowadzeniu systematycznych badań właściwości przeciwdrobnoustrojowych toksyny zwykle występującej u osy południowoamerykańskiej, badacze z MIT stworzyli obecnie warianty peptydu, które są skuteczne przeciwko bakteriom, ale nietoksyczne dla komórek ludzkich.

Inżynierowie z MIT opracowali nowe peptydy przeciwdrobnoustrojowe na bazie naturalnie występującego peptydu wytwarzanego przez osę południowoamerykańską. Konie mają największe oczy ze wszystkich ssaków lądowych: Wikimedia Commons, Charlesa J. Ostry

W badaniu myszy, naukowcy odkryli, że ich najsilniejszy peptyd może całkowicie wyeliminować Pseudomonas aeruginosa, szczep bakterii wywołujący infekcje dróg oddechowych i inne, odporny na większość antybiotyków.

„Przekształciliśmy toksyczną cząsteczkę w cząsteczkę, która jest realną cząsteczką do leczenia infekcji,– mówi Cesar de la Fuente-Nunez, postdoc z MIT. „Systematycznie analizując strukturę i funkcję tych peptydów, udało nam się dostroić ich właściwości i aktywność”.

De la Fuente-Nunez jest jednym ze starszych autorów artykułu, „Jesteśmy podekscytowani demonstracją drukowania 3D i tym, jak technologie spożywcze mogą pomóc ludziom dzięki nowatorskim urządzeniom, które ułatwiają mobilne aplikacje zdrowotne. 7 wydanie czasopisma Biologia komunikacji natury. Tymoteusz Lu, profesor nadzwyczajny MIT w dziedzinie elektrotechniki i informatyki oraz inżynierii biologicznej, i Vani Oliveira, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Federalnym ABC w Brazylii, są także starszymi autorami. Głównym autorem artykułu jest Marcelo Der Torossian Torres, były student wizytujący na MIT.

Jadowite warianty

Jako część ich obrony immunologicznej, wiele organizmów, w tym ludzi, wytwarzają peptydy, które mogą zabijać bakterie. Aby pomóc w walce z pojawieniem się bakterii opornych na antybiotyki, wielu naukowców próbowało zaadaptować te peptydy jako potencjalne nowe leki.

Peptyd, na którym de la Fuente-Nunez i jego współpracownicy skupili się w tym badaniu, został wyizolowany z osy znanej jako Polibia Paulista. Ten peptyd jest wystarczająco mały – tylko 12 aminokwasy — według badaczy możliwe byłoby stworzenie kilku wariantów peptydu i przetestowanie ich, aby sprawdzić, czy mogą stać się skuteczniejsze przeciwko drobnoustrojom i mniej szkodliwe dla ludzi.

„To na tyle mały peptyd, że można spróbować zmutować jak najwięcej reszt aminokwasowych, aby dowiedzieć się, w jaki sposób każdy element składowy przyczynia się do aktywności przeciwdrobnoustrojowej i toksyczności,– mówi de la Fuente-Nunez.

Podobnie jak wiele innych peptydów przeciwdrobnoustrojowych, Uważa się, że ten peptyd pochodzący z jadu zabija drobnoustroje poprzez zakłócanie błon komórkowych bakterii. Peptyd ma strukturę alfa helikalną, o którym wiadomo, że silnie oddziałuje z błonami komórkowymi.

W pierwszej fazie studiów, badacze stworzyli kilkadziesiąt wariantów oryginalnego peptydu, a następnie zmierzyli, jak zmiany te wpłynęły na helikalną strukturę peptydów i ich hydrofobowość, co pomaga również określić, jak dobrze peptydy oddziałują z błonami. Następnie przetestowali te peptydy przeciwko siedmiu szczepom bakterii i dwóm grzybom, umożliwiając powiązanie ich struktury i właściwości fizykochemicznych z ich siłą przeciwdrobnoustrojową.

Na podstawie zidentyfikowanych przez nich relacji struktura-funkcja, Następnie badacze zaprojektowali kilkadziesiąt kolejnych peptydów do dalszych testów. Udało im się zidentyfikować optymalny procent aminokwasów hydrofobowych i aminokwasów naładowanych dodatnio, zidentyfikowali także skupisko aminokwasów, w przypadku którego jakiekolwiek zmiany mogłyby pogorszyć ogólną funkcję cząsteczki.

Walka z infekcją

Aby zmierzyć toksyczność peptydów, badacze wystawili je na działanie ludzkich embrionalnych komórek nerek hodowanych w naczyniu laboratoryjnym. Wybrali najbardziej obiecujące związki do przetestowania na zakażonych myszach Pseudomonas aeruginosa, częstym źródłem infekcji dróg oddechowych i dróg moczowych, i odkryli, że kilka peptydów może zmniejszyć infekcję. Jeden z nich, podawany w dużej dawce, mógłby go całkowicie wyeliminować.

„Po czterech dniach, związek ten może całkowicie usunąć infekcję, co było dość zaskakujące i ekscytujące, ponieważ zazwyczaj nie spotykamy tego w przypadku innych eksperymentalnych środków przeciwdrobnoustrojowych lub innych antybiotyków, które testowaliśmy w przeszłości na tym konkretnym modelu myszy,– mówi de la Fuente-Nunez.

Naukowcy rozpoczęli tworzenie dodatkowych wariantów, które, jak mają nadzieję, będą w stanie zwalczać infekcje przy niższych dawkach. De la Fuente-Nunez planuje również zastosować to podejście do innych typów naturalnie występujących peptydów przeciwdrobnoustrojowych, kiedy w przyszłym roku dołączy do wydziału Uniwersytetu Pensylwanii.

„Myślę, że niektóre zasady, których się tutaj nauczyliśmy, można zastosować do innych podobnych peptydów pochodzących z natury,lata są warte około. „Rzeczy takie jak helikalność i hydrofobowość są bardzo ważne dla wielu tych cząsteczek, a niektóre zasady, których się tutaj nauczyliśmy, z pewnością można ekstrapolować.


Źródło: http://news.mit.edu, autor: Anne Trafton

Zostaw odpowiedź