Изследователи са използвали смъртоносна гъба (Aspergillus flavus), за да създадат мощно лекарство против рак. Откритието е особено забележително, защото токсичната гъба, която атакува културите, има мрачна историческа репутация.

Свързва се с мистериозни смъртни случаи сред археологически експедиции, работещи в древни гробници. Например, през 1922 г., след откриването на гробницата на Тутанкамон, последвали необясними смъртни случаи, което породило слухове за „проклятие на фараона“, пише Interesting Engineering. По-късно била изказана хипотезата, че причината може да е била латентна гъбична инфекция.

Подобна трагедия се случи в Полша през 70-те години на миналия век: десет учени загинаха в рамките на седмици след посещение на гробницата на Казимир IV. Виновникът беше идентифициран като Aspergillus flavus - гъба, известна с токсичността си.

Защо Aspergillus е опасен за хората и как се е превърнал в „лекарство“

Дори след хиляди години, жълтите му спори могат да причинят тежки увреждания на белите дробове, особено при хора с отслабена имунна система. Именно този „микробен злодей“ обаче се превърна в неочакван източник на научен пробив в борбата с рака. Учени от Университета на Пенсилвания, водени от професор Шери Гао, са успели да изолират ново семейство молекули от Aspergillus flavus.

Употребата на гъби в медицината не е нищо ново – те вече са дали на човечеството много полезни съединения. Най-известният пример е пеницилинът, открит през 1928 г. от плесента Penicillium notatum. Той се превръща в революционно средство срещу бактериални инфекции.

„Природата ни е дала невероятна аптека. Нашата задача е да разкрием нейните тайни“, казва професор Гао.

Този път екипът се фокусирал върху рядък клас молекули, наречени RiPP (рибозомно синтезирани и посттранслационно модифицирани пептиди). Тези съединения първо се произвеждат от рибозоми - протеиновите фабрики на клетката - и след това се модифицират, за да се подобри тяхната противоракова активност.

Докато хиляди такива молекули са известни в бактериите, само няколко са открити в гъбите. Пречистването им е изключително трудно, обяснява водещият автор на изследването Циуюе Ни. „Синтезът на тези съединения е много труден. Но това ги прави толкова биологично активни“, добавя тя.

За да разкрият тайните на гъбичните RiPP, учените провели химическо изследване. Те анализирали дузина щама на Aspergillus, сравнявайки техните химични профили с известни градивни елементи на RiPP. Това довело екипа директно до Aspergillus flavus.

Чрез генетичен анализ, изследователите идентифицирали източника на гъбичните RiPP и открили уникален клас молекули със специална структура от преплетени пръстени. Те ги нарекли асперигимицини.

При тестване върху човешки левкемични клетки, два от четирите варианта показали значителни противоракови ефекти дори без модификация.

Но истинският пробив дошъл с малка модификация: към молекулите е добавен липид (мастна молекула). В резултат на това тяхната ефективност е равна на тази на дълго използвани лекарства - цитарабин и даунорубицин, одобрени от FDA за лечение на левкемия.

Учените разкрили този механизъм след откриване на ключов ген, SLC46A3. Той действа като „порта“, позволявайки на асперигимицините да навлизат в левкемичните клетки в големи количества. По-нататъшни експерименти разкриват как точно действат тези съединения: чрез нарушаване на процеса на клетъчно делене.

„Раковите клетки се делят неконтролируемо. Тези съединения блокират образуването на микротубули, необходими за деленето“, обяснява Гао.

Забележително е, че асперигимицините действат селективно: те нямат значителен ефект върху раковите клетки на гърдата, черния дроб и белия дроб, както и върху бактериите и гъбичките. Това показва специфичността на тяхното действие, важно качество за бъдещите лекарства.

Откритието отваря огромни хоризонти в медицината. Учените вече са идентифицирали подобни генни клъстери в други гъби, което би могло да означава съкровищница от неоткрити RiPPs.

„Въпреки че са открити само няколко, почти всички от тях имат силна биоактивност. Това е неизследван регион с огромен потенциал“, обяснява Ние.

Следващата цел е да се тестват асперигимицини върху животински модели, с крайна цел клинични изпитвания върху хора.

Превод: GlasNews.bg / Снимка: Проба от Aspergillus flavus, култивирана в лабораторията Gao / Bella Ciervo