Zinātnieki ir izmantojuši nāvējošu sēnīti (Aspergillus flavus), lai radītu spēcīgas pretvēža zāles. Atklājums ir īpaši ievērojams, jo toksiskajai sēnītei, kas uzbrūk lauksaimniecības kultūrām, ir tumša vēsturiska reputācija. Ar neparasto atklājumu dalās "Interesting Engineering".
Sēnīte ir saistīta ar noslēpumainiem nāves gadījumiem arheoloģisko ekspedīciju vidū, kas strādāja senās kapenēs. Piemēram, 1922. gadā pēc Tutanhamona kapa atvēršanas sekoja neizskaidrojami nāves gadījumi, radot baumas par "faraona lāstu". Vēlāk tika izvirzīta hipotēze, ka cēlonis varētu būt bijusi snaudoša sēnīšu infekcija.
Līdzīga traģēdija notika Polijā 20. gadsimta 70. gados - desmit zinātnieki nomira dažu nedēļu laikā pēc Kazimira IV kapa apmeklējuma. Par vainīgo tika identificēta Aspergillus flavus, sēne, kas ir pazīstama ar savu toksicitāti.
Kāpēc Aspergillus ir bīstams cilvēkiem, un kā tas kļuva par "zālēm"
Pat pēc tūkstošiem gadu šīs sēnes dzeltenās sporas var izraisīt smagus plaušu bojājumus, īpaši cilvēkiem ar novājinātu imūnsistēmu. Tomēr tieši šis "mikrobiālais ļaundaris" kļuva par negaidītu zinātniska izrāviena avotu cīņā pret vēzi. Pensilvānijas universitātes zinātnieki profesores Šerijas Gao vadībā spēja izolēt jaunu molekulu saimi no Aspergillus flavus.
Tas, ka sēnes tiek izmantotas medicīnā, vairs nav jaunums - tās jau ir devušas cilvēcei daudz noderīgu savienojumu. Visslavenākais piemērs ir penicilīns, kas tika atklāts 1928. gadā no pelējuma Penicillium notatum - tas kļuva par revolucionāru līdzekli pret bakteriālām infekcijām.
"Daba mums ir devusi neticamu aptieku. Mūsu uzdevums ir atklāt tās noslēpumus," sacīja profesors Gao.
Šoreiz komanda koncentrējās uz retu molekulu klasi, ko sauc par RiPP (ribosomāli sintezētiem un pēctranslācijas modificētiem peptīdiem). Šos savienojumus vispirms rada ribosomas, šūnas olbaltumvielu rūpnīcas, un pēc tam modificē, lai pastiprinātu to pretvēža aktivitāti.
Lai gan baktērijās ir zināmas tūkstošiem šādu molekulu, sēnēs ir atrastas tikai dažas. To attīrīšana ir ārkārtīgi sarežģīta, skaidro pētniece Kjujue Ni. "Šo savienojumu sintēze ir ļoti sarežģīta. Bet tieši tas padara tos tik bioloģiski aktīvus," viņa piebilst.
Lai atklātu sēnīšu RiPP noslēpumus, zinātnieki veica ķīmisku pētījumu. Viņi analizēja duci Aspergillus celmu, salīdzinot to ķīmiskos profilus ar zināmajiem RiPP pamatelementiem. Tas komandu noveda tieši pie Aspergillus flavus.
Leikēmijas ārstēšanas perspektīvas
Izmantojot ģenētisko analīzi, pētnieki identificēja sēnīšu RiPP avotu un atklāja unikālu molekulu klasi ar īpašu savstarpēji savienotu gredzenu struktūru - viņi tās nosauca par asperigimicīniem.
Asperigimicīnu potenciāls bija acīmredzams uzreiz. Testējot uz cilvēka leikēmijas šūnām, divi no četriem variantiem uzrādīja ievērojamu pretvēža efektu pat bez modifikācijām.
Taču īstais izrāviens notika pēc nelielas modifikācijas: molekulām tika pievienots lipīds - tauku molekula, un rezultātā to efektivitāte bija līdzvērtīga ilgstoši lietotu zāļu - citarabīna un daunorubicīna - efektivitātei, ko Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA) ir apstiprinājusi leikēmijas ārstēšanai.
Zinātnieki atklāja šo mehānismu, atklājot galveno gēnu - SLC46A3. Tas darbojas kā "vārti", palīdzot asperigimicīniem lielos daudzumos iekļūt leikēmijas šūnās. Turpmākie eksperimenti parādīja, kā tieši šie savienojumi darbojas - izrādās, ka tie traucē šūnu dalīšanās procesu.
"Vēža šūnas dalās nekontrolējami. Šie savienojumi bloķē dalīšanai nepieciešamo mikrotubulu veidošanos," skaidroja Gao.
Ievērojami, ka asperigimicīni darbojas selektīvi, jo tiem nav būtiskas ietekmes uz krūts, aknu, plaušu vēža šūnām, kā arī uz baktērijām un sēnītēm. Tas norāda uz to darbības specifiku - svarīgu īpašību nākotnes zālēm.
