Významný krok vpred v boji proti bakteriálnym infekciám, ktoré sú odolné voči antibiotikám, urobili vedci z inštitútu CEITEC Masarykovej univerzity v Brne. Navrhli s pomocou počítačovej simulácie špeciálne peptidy, ktoré sú schopné prelomiť ochrannú membránovú bariéru vytvorením pórov súdkovitého tvaru. Výsledky ich výskumu sú zároveň prísľubom pre alternatívnu liečbu rakovinotvorných ochorení.
Peptidy sú látky, ktoré sa skladajú z aminokyselín, obvykle desiatich až päťdesiatich. Tie, ktoré brnenskí vedci navrhli, umožňujú molekulám nekontrolovane prechádzať cez membránu dovnútra a von z bunky, čo vedie k rýchlej bunkovej smrti. Tieto peptidy sú preto považované za sľubných kandidátov na liečbu nádorových chorôb.
Biologické membrány sú polopriepustné bariéry, ktoré chránia bunky živých organizmov. Niektorým molekulám priechod umožňujú, iné blokujú a v bunke udržujú stabilné prostredie. Niektoré peptidy majú jedinečnú schopnosť vytvárať nanoštruktúry, ktoré cez bunkovú membránu prechádzajú. Keď sa peptidy usporiadajú do určitého tvaru, môžu v membráne vytvoriť póry.
„Jedným z takýchto zvláštnych tvarov je pór, v ktorom sú peptidy usporiadané do tvaru súdka s vodným kanálom prechádzajúcim membránu, ktorý umožňuje molekulám prechádzať membránou. Tento nekontrolovaný priechod molekúl môže viesť k odumretiu bunky, pretože bunka si už nedokáže udržať stabilné vnútorné prostredie. Až doteraz bolo ťažké také peptidy navrhnúť,“ opisujú brnenskí vedci.
Opatrné mutácie
Navrhli peptidy a potom systematicky skúmali vplyv špecifických mutácií na aktivitu jednotlivých peptidov proti baktériám a rakovinovým bunkám a ich toxicitu pre ľudské bunky. Zistili, že aby boli peptidy vysoko účinné, musia byť upravené tak, aby boli priťahované k membránam bakteriálnych a rakovinových buniek ešte pred vytvorením pórov.
„Aby sme zvýšili antibakteriálnu účinnosť peptidov vytvárajúcich póry, zvýšili sme ich kladný náboj začlenením konkrétnych aminokyselín. Vytváranie týchto mutácií sa však musí vykonávať veľmi opatrne, aby u peptidov nedošlo k strate ich schopnosti tvoriť póry. Špecifické mutácie spôsobujú, že peptidy sú citlivé na pH, čo sme využili na cielenie na rakovinové bunky, pretože nádory majú kyslé mikroprostredie,“ popísal Rahul Deb, jeden z členov vedeckého tímu.
Podľa ďalšieho z vedcov Roberta Váchu teraz vedecký tím rozumie úlohu jednotlivých častí peptidovej sekvencie. „To nám umožňuje ich vyladiť pre konkrétne aplikácie, či už ide o boj s baktériami alebo rakovinou. Naša práca poukazuje na potenciál peptidov navrhnutých pomocou počítačových simulácií ako nových terapeutík,“ uviedol na Vácha.
Viac informácií:
Počítačem navržené peptidy ničí bakterie a rakovinné buňky
Zdroj: https://ct24.ceskatelevize.cz; https://www.ceitec.cz, zverejnené: 16.8.2024; autor: rup
