1 dzień temu
Grupa naukowców pod kierunkiem uczonych z University of Pennsylvania zamieniła śmiercionośnego grzyba Aspergillus flavus w silny związek zwalczający komórki nowotworowe. Badacze najpierw wyizolowali specyficzne cząsteczki z toksycznego grzyba, następnie je zmodyfikowali i przetestowali na komórkach białaczkowych. Okazało się, iż opracowany związek dobrze radzi sobie z białaczką na porównywalnym poziomie, co leki zatwierdzone przez FDA (Food and Drug Administration – Agencja Żywności i Leków, której zadania skupiają się m.in. wokół kontroli żywności, leków czy urządzeń medycznych wprowadzanych na rynek USA).
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Nature Chemical Biology” (DOI: 10.1038/s41589-025-01946-9).
Od klątwy do lekarstwa
Aspergillus flavus, czyli kropidłak żółty, jest obwiniany za śmierć archeologów, którzy jako jedni z pierwszych badali grobowiec Tutanchamona w latach 20. XX wieku. Po otwarciu grobowca nastąpiła seria zgonów wśród członków zespołu biorących udział w wykopaliskach. Szukająca sensacji prasa gwałtownie rozdmuchała sprawę sugerując, iż badaczy, którzy zakłócili spoczynek Tutanchamona, dosięgła klątwa. Kilkadziesiąt lat później naukowcy wysunęli teorię, iż to zarodniki kropidłaka żółtego, uśpione przez tysiąclecia, odegrały tutaj pewną rolę.
Do dziwnych zgonów naukowców doszło także wśród członków zespołu badającego grobowiec Króla Polski – Kazimierza Jagiellończyka. Późniejsze badania wykazały, iż w grobowcu znajdował się nie kto inny jak Aspergillus flavus, którego toksyny mogą prowadzić do infekcji płuc, szczególnie u osób z osłabionym układem odpornościowym.
Teraz ten sam grzyb jest źródłem obiecującej nowej terapii przeciwnowotworowej. – Grzyby dały nam penicylinę, a nasze wyniki pokazują, iż wiele innych leków pochodzących z produktów naturalnych wciąż czeka na odkrycie – powiedziała Sherry Gao, współautorka nowego artykułu.
Aspergimycyny
Nowo opracowana terapia opiera się na klasie związków zwanych RiPP (peptydy syntetyzowane rybosomalnie i modyfikowane potranslacyjnie). Związki te wytwarzane są przez rybosom, maleńką strukturę komórkową, która wytwarza białka. Następnie są modyfikowane, w tym przypadku, w celu wzmocnienia adekwatności przeciwnowotworowych. Do tej pory odkryto tysiące użytecznych w farmaceutyce RiPP produkowanych przez bakterie, ale zidentyfikowano tylko kilka RiPP produkowanych przez grzyby.
Naukowcy w swoich pracach zbadali dwanaście szczepów Aspergillus i uznali, iż Aspergillus flavus jest najbardziej obiecującym kandydatem do dalszych badań. Analizy genetyczne pozwoliły zidentyfikować białko, które jest źródłem RiPP. Kiedy naukowcy wyłączyli geny, które odpowiadają za produkcję tego białka, zniknęły również markery chemiczne wskazujące na obecność RiPP.
Oczyszczenie czterech RiPP ujawniło wspólną, unikalną strukturę zazębiających się pierścieni, której wcześniej nie obserwowano. Cząsteczki z tymi pierścieniami nazwano aspergimycynami, a dwie z nich okazały się zabijać komórki białaczkowe w probówkach. Inny wariant aspergimycyny, do którego naukowcy dodali lipid z mleczka pszczelego, okazał się tak dobry, jak zatwierdzone przez FDA leki przeciwbiałaczkowe.
Dalsze badania wykazały, iż asperigimycyny prawdopodobnie zakłócają proces podziału komórek. – Komórki nowotworowe dzielą się w niekontrolowany sposób. Te związki blokują tworzenie mikrotubul, które są niezbędne do podziału komórek – wyjaśniła Gao.
Co istotne, asperigimycyny miały niewielki lub żaden wpływ na komórki raka piersi, wątroby lub płuc, co sugeruje, iż ich zakłócające działanie jest specyficzne dla niektórych typów komórek.
Lipidy
Aby zrozumieć, dlaczego lipidy wzmacniają skuteczność asperigimycyn, naukowcy selektywnie włączali i wyłączali geny w komórkach białaczkowych. Jeden gen, SLC46A3, okazał się najważniejszy w umożliwieniu asperigimycynom wnikania do komórek białaczkowych w wystarczającej liczbie. Ten gen pomaga materiałom wydostawać się z lizosomów, maleńkich woreczków, które gromadzą obce materiały wchodzące do ludzkich komórek. – Ten gen działa jak brama. Nie tylko pomaga asperigmycynom dostać się do komórek, ale może również umożliwić innym peptydom cyklicznym zrobienie tego samego – powiedziała Qiuyue Nie, pierwsza autorka publikacji.
Podobnie jak asperigmycyny, peptydy cykliczne mają adekwatności lecznicze. Zostały zatwierdzone do leczenia tak różnych chorób, jak nowotwory czy toczeń, ale wiele z nich wymaga modyfikacji, aby dostać się do komórek w wystarczających ilościach. – Wiedza, iż lipidy mogą wpływać na sposób, w jaki ten gen transportuje substancje chemiczne do komórek, daje nam kolejne narzędzie do opracowywania leków – podkreśliła Nie.
Następnym krokiem jest przetestowanie asperigimycyn na modelach zwierzęcych. – Natura dała nam niesamowitą aptekę. To od nas zależy odkrycie jej sekretów. Jako inżynierowie, jesteśmy podekscytowani, iż możemy dalej eksplorować, uczyć się od natury i wykorzystywać tę wiedzę do projektowania lepszych rozwiązań – podkreśliła Gao.
Źródło: University of Pennsylvania, fot. Bella Ciervo/ CC BY-SA
![Nazywano go pierwotnie Bernardyńskim Ogrodem Spacerowym. Co został z parku przy klasztorze bernardynów w Piotrkowie Trybunalskim do dziś? [ZDJĘCIA]](data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAIAAAACCAYAAABytg0kAAAAFElEQVQYV2N8+vTpfwYGBgZGGAMAUNMHXwvOkQUAAAAASUVORK5CYII=)
