Регистрация

Вход



Забравена парола

Смяна на парола

Напишете дума/думи за търсене

"Спящи" гени в бактериите - ключ към нови суперлекарства. 4 нови проучвания показват, че резистентността към антибиотиците ще бъде преодоляна

Изглежда идва краят на психозата, че човечеството е обречено, тъй като е резистентно към повечето антибиотици. Само през последните 3 месеца учените направиха няколко сензационни пробива.

Най-обещаващ изглежда този на екипа от Университета в Илинойс, който успя да "събуди" така наречените тихи или спящи гени в бактерията стрептомицети (Streptomyces). Опитите досега показват, че "отключването" на няколко големи генни клъстера ще постави началото на нови природни продукти, които ше са много по-ефективни от антибиотиците в

битката с бактериалните инфекции

Пробивът е повече от обещаващ. До момента човечеството нямаше отговор как да се лекуват болни, при които известните до момента антибиотици са безсилни. При това на фона на все по-агресивните щамове, които върлуват в глобален мащаб.

Статистика на ООН сочи, че над 700 хил. души всяка година умират, тъй като антибиотиците не им действат. Само в САЩ над 2 млн. души всяка година страдат от бактериални инфекции,

неподатливи

на сегашните медикаменти. Опасенията са, че тези резистентни на антибиотици бактерии могат да убият в Европа 1,3 млн. души до 2050 г. Според Световната здравна организация този проблем е "най-голямата заплаха за световното здраве, сигурността на храните и развитието".

Това е причината Световната здравна организация да алармира, че ако не се вземат мерки, до 2050 г. това ще убие много повече хора, отколкото раковите заболявания. Изчисленията сочат, че проблемът ще коства на здравните системи над 100 трилиона долара.

Затова проучването на екипа от Илинойския университет вдъхва големи надежди. До момента част от антибиотиците, включително и

някои антиракови агенти

бяха изолирани от активни (експресирани) гени на Streptomyces. Сега обаче изследователите се надяват, че непроявените или "заспалите" гени ще се окажат много по-перспективни кандидати за нови антимикробни медикаменти, твърди шефът на екипа професорът по химичен и биомолекулярен инженеринг Хуемин Джао.

"Има толкова много неоткрити естествени продукти, скрити и неизразени в геномите - казва Джао. - Смятаме, че са нещо като тъмната материя в клетката. Антимикробната резистентност става глобално предизвикателство, така че е спешно да идентифицираме нови природни продукти. В процеса на изследването открихме нови съединения като активирахме клъстери от спящи гени, които не са били изследвани досега."

До пробива се стига след като екипът разработва техника, с която да активира миниатюрни "заспали" генни клъстери чрез технологията CRISPR. Големите засега се оказват

трудни за разгадаване,

но именно те представляват огромен интерес за учените. Причината е, че съдържат последователни участъци, подобни на регионите в кода на съществуващите класове антибиотици от типа на тетрациклина.

За да отключат големите клъстери от гени, учените създават клонинги на тези фрагменти от ДНК, които трябва да се проявят. След това ги инжектират в бактериите с цел да примамят репресорните молекули, предотвратяващи проявяването на гените. В случая клонингите играят ролята на примамки при транскрипцията.

"Има и други, които използват подобни примамки с терапевтична цел, но ние показахме за първи път, че могат да служат за

откриване на лекарства,

като се активират "заспалите" гени в бактериите", казва Джао. Изследователите тестват метода си с използване на “примамка” върху два известни генни клъстера, за да синтезират натурален продукт. След което създават примамки за 8 "спящи" генни клъстера. Бактерията е инжектирана с примамките, благодарение на което "заспалите" гени се проявяват. Така изследователите откриват нов тип оксазол - съединението представлява клас от молекули, които се използват при някои лекарства. Това дава големи надежди на екипа, който проучва и останалите съединения, за да установи дали и те имат антимикробни, противогъбични, противоракови или други биологични свойства.

Освен това в Университета на Илинойс планират да приложат метода си и към генни клъстери в други бактерии и гъбички, защото там могат да се крият още много кандидати за нови медикаменти.

Подобно на екипа на Джао, учените от Химическия факултет на Университета на Уоруик също се опитват да открият нови антибиотици, будейки "спящи" гени в бактерията Streptomyces sclerotialus.

Екипът, начело с д-р Кристоф Кори и д-р Мануела Тосин е получил

нов биоактивен

натурален продукт,

чиито деривати могат да се използват като антибиотици и успешно да се справят с различни инфекции.

Новата молекула е от така наречената спяща група гени, открита благодарение на биоинформационни анализи и системата CRISPR/Cas9 за редактиране на гени.

Смята се, че изолираното съединение ще е сред така наречените биокатализатори. Причината е, че това е структурно нов клас природен продукт с биосинтетични ензими. Той е катализатор, защото създава уникална кондензирана реакция при изграждането на вещества, произвеждащи новата за науката склеринова киселина (Scleric Acid). Именно тя може да преодолее евентуална криза при антибиотична резистентност.

Установява се, че тази склеринова киселина има и антибиотични свойства, освен това е ефективна при лечението на определени тумори.

Третото проучване от последните месеци показва, че бактериите се оказват мощно оръжие и при разработката на "живи антибиотици".

С помощта на

агенцията към Пентагона,

която спонсорира иновативни проекти - DAPRA - учени от САЩ, Южна Корея, Великобритания и Израел са разработили метод, при който бактериите се борят с бактерии. Те работят по проекта "Патогенен хищник", при който "подвижни хищни бактерии" поглъщат други грам-отрицателни бактерии. Два от "хищниците" Bdellovibrio bacteriovorus и Micavibrio aeruginosavorus са тествани и се оказва, че са много ефективни срещу над 100 устойчиви на медикаменти патогени. Затова екипът предполага, че може да се разработят лекарства срещу широк спектър от грам-отрицателни бактерии, които са сред големите заплахи за човечеството.

Голямото откритие

на екипа е, че двете "хищни" бактерии си проправят път и се загнездват между външната и вътрешната стена на мембраната на бактерията, която атакуват. Унищожават я, като не й дават възможност да си проправи път и да се измъкне. Освен това те се справят с вредителя на ниво ДНК, при това 100%, без да му дадат възможност да формира някаква допълнителна съпротива или да се възпроизведе, като мутира.

Методът е тестван върху ларвата на зебровидна риба и учените с облекчение установяват, че "хищниците" им са изключително ефективни срещу бактерията. Те инжектират 50 хил. бактерии в рибата и само след 48 часа се оказва, че те са намалели на 1000. След като хищните бактерии са ликвидирали повечето от вредителите, по този начин те осигуряват достатъчно време на имунната система, за да се възстанови и да започне да атакува отново.

На по-различен принцип е четвъртото проучване, което също може да избави човечеството от резистентността към антибиотиците.

Как "троянските коне" помагат на учените в търсенето на нови суперлекарства, четете в хартиеното издание.