Din cuprinsul articolului
O colecție de produse aflată în baza de date a unui Institut pentru inovație și tehnologie biomedicală din Statele Unite – unde se află una dintre cele mai mari colecții de produse chimice naturale microbiene din lume – dezvăluie noi enzime cu proprietăți surprinzătoare.
Oamenii de știință care au făcut recenta descoperire cred că aceste substanțe naturale ar putea fi folosite în bolile umane, inclusiv în cancer, potrivit unei cercetări publicată recent în revista Nature Chemical Biology.
Descoperirea oferă modalități potențial mai ușoare de a studia și de a fabrica substanțe chimice naturale complexe, care ar putea fi folosite şi în industria farmaceutică.
„Natura este cel mai bun chimist”
Contribuția substanțelor chimice bacteriene la istoria descoperirii medicamentelor este remarcabilă, spune chimistul Ben Shen, care conduce Centrul pentru descoperirea produselor naturale din cadrul Institutului UF Scripps pentru inovație și tehnologie biomedicală din Statele Unite.
„Puțini oameni știu că aproape jumătate dintre antibioticele și medicamentele oncologice aprobate de către Administrația americană pentru Alimente și Medicamente (FDA) de pe piață sunt produse naturale sau sunt inspirate de acestea”, explică Shen.
„Natura este cel mai bun chimist care produce aceste produse naturale complexe. Noi aplicăm tehnologii genomice moderne și instrumente computaționale pentru a înțelege chimia și enzimologia lor fascinantă, iar acest lucru duce la progrese cu o viteză fără precedent. Aceste două enzime sunt cel mai recent exemplu interesant”, notează cercetătorul.
Un nou mod de sintetizare a substanțelor de apărare a organismului
Enzimele descoperite de echipă sunt numite „oxigenaze fără cofactor”. Asta înseamnă că enzimele bacteriene extrag oxigenul din aer și îl încorporează în noi compuși, fără a avea nevoie de metalele tipice sau de alți cofactori pentru a iniția reacția chimică necesară.
Acest nou mod de sintetizare a substanțelor de apărare ar conferi un avantaj de supraviețuire, permițând organismului să respingă infecțiile sau invadatorii. Enzimele oferă oamenilor de știință noi modalități de a crea lucruri utile, spun cercetătorii, potrivit sursei citate de 360medical.ro.
Enzimele TnmJ și TnmK2 permit bacteriilor să producă compuși pentru țintirea și ruperea ADN-ului, ceea ce ar putea fi extrem de util în lupta împotriva unui virus sau pentru a distruge cancerul.
Terapii combinate anticorp-medicament
De altfel, tiancimicina A este în curs de dezvoltare ca parte a unei terapii cu anticorpi care țintesc tumorile. Aceste tipuri de terapii combinate anticorp-medicament reprezintă o nouă abordare în creștere rapidă pentru combaterea cancerului. Dar un pas esențial pentru utilizarea tiancimicinei A ca sarcină utilă a unui anticorp este producerea unei cantități suficiente pentru a o studia la scară mai mare.
Chiar și după ce oamenii de știință au identificat genele responsabile pentru codificarea tiancimicinei A, mai multe dintre etapele necesare pentru a o sintetiza nu au putut fi prevăzute. Cele două enzime descrise în studiul recent sunt însă foarte neobișnuite.
Tiancimicina A a fost descoperită pentru prima dată într-o bacterie care trăiește în sol, un tip de Streptomyces din colecția de tulpini de la Centrul de descoperire a produselor naturale.
Rezolvarea misterului a implicat găsirea altor bacterii producătoare de produse naturale asemănătoare tiancimicinei A în colecția de 125.000 de tulpini bacteriene a Centrului de descoperire a produselor naturale al institutului și analizarea genomurilor acestora pentru a căuta indicii evolutive.
Colecția istorică a fost mult timp adăpostită în subsolul unei companii farmaceutice, colectată de-a lungul deceniilor care au urmat descoperirii penicilinei, în goana plină de speranță a comunității științifice de a găsi următorul mare antibiotic.
Colecția a generat mai multe medicamente importante de-a lungul anilor, inclusiv antibioticul pentru tuberculoză, streptomicina, și medicamentul pentru transplant de organe, sirolimus. Dar majoritatea tulpinilor bacteriene liofilizate din colecție au rămas neexplorate, în flacoanele lor de sticlă.
Tehnicile moderne de secvențiere a genomului și de bioinformatică dovedesc că ar putea exista până la 30 de grupuri de gene interesante în fiecare tulpină de bacterii pe care cercetătorii o studiază, iar multe dintre acestea codifică produse naturale care nu au mai fost documentate până acum de oamenii de știință, a declarat Shen, care este membru al Centrului de cancer UF Health.
