Американские ученые выделили из токсичного гриба Aspergillus flavus новые соединения из пептидов, синтезированных рибосомами (RiPPs). Они блокируют появление раковых образований и подавляют рост лейкозных клеток так же, как уже одобренные препараты. В будущем авторы планируют выделить противораковые соединения из других грибов и провести испытания на животных моделях. Исследование опубликовано в журнале Nature Chemical Biology.
Aspergillus flavus — это гриб, считающийся одним из основных возбудителей грибкового заболевания аспергиллез. Впервые о нем узнали из-за раскопок гробницы фараона Тутанхамона в 1920-х годах и открытия гробницы Казимира IV в 1970-х годах: через несколько недель после раскопок обеих гробниц несколько археологов погибли. Позже ученые установили, что смерти случились из-за A. flavus — его токсины, содержавшиеся в гробницах, привели к легочным инфекциям. Долгое время гриб считался исключительно опасным организмом.
Теперь американские ученые решили выяснить, можно ли использовать A. flavus в лечебных целях. Они обнаружили в грибке класс молекул, напоминающий противораковые соединения RiPPs (ribosomally synthesized and post-translationally modified peptides) — модифицированные пептиды, синтезированные рибосомами. Название относит к способу получения соединения — рибосоме, производящей белки, — и к тому, что позже оно модифицируется для усиления противораковых свойств. Считается, что в грибах RiPPs встречаются редко, и в основном они содержатся в бактериях.
Чтобы подтвердить наличие RiPPs в грибах, исследователи проанализировали 12 штаммов Aspergillus. Так команда заметила, что Aspergillus flavus, гриб из гробниц, вырабатывает химические вещества, схожие с компонентами RiPPs. В штамме ученые нашли ген, управляющий производством этих молекул. Когда исследователи отключили этот ген, соединения исчезли — это подтвердило, что именно он отвечает за выработку потенциального лекарства, и в грибах Aspergillus действительно содержатся нужные пептиды.
Из культуры грибка авторы выделили четыре разных соединения RiPPs. Все они имели уникальную структуру из взаимосвязанных колец. Вещества получили название асперигимицины (aspergimycins) — в честь гриба, в котором они находились.
Даже без модификаций два из четырех соединений показали противораковую активность и подавили рост лейкозных клеток. Другое соединение, к которому ученые добавили липид, показал себя так же эффективно, как и два традиционных препарата для лечения лейкемии — цитарабин и даунорубицин.
Чтобы понять, почему липиды усиливают активность асперигимицинов, исследователи выборочно включали и выключали гены в лейкозных клетках. Так они обнаружили ген SLC46A3 — он управляет выходом веществ из лизосом и помогает асперигимицинам и другим циклическим пептидам попасть внутрь клетки по принципу шлюза.
Дополнительно исследователи показали, что асперигимицины, вероятно, нарушают деление клеток. Они блокируют образование микротрубочек, необходимых для деления, и таким образом замедляют развитие раковых клеток. При этом грибные соединения действуют выборочно, что говорит о специфичности асперигимицинов для определенных типов клеток.
Кроме того, авторы уже нашли похожие гены у других грибов, потенциально обладающих противораковым эффектом. Следующим шагом станет тестирование асперигимицина на животных моделях с перспективой клинических испытаний на людях.
«Грибы дали нам пенициллин. Эти результаты показывают, что предстоит найти еще много лекарств, полученных из натуральных продуктов. Как инженеры, мы рады продолжать исследования, учиться у природы и использовать эти знания для разработки более совершенных решений», — рассказала Шерри Гао, старший автор исследования из Пенсильванского университета, США.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
