Морская водоросль из Кильского фьорда обнаружена как средство от инфекций и рака кожи

Морская водоросль из Кильского фьорда, обнаруженная как средство против инфекций и рака кожи
Морские водоросли Балтийского моря Fucus vesiculosus и их грибной симбионт были исследованы в этом исследовании. Кредит: Лариса Бюденбендер

Исцеление с помощью морских организмов не утопия. Уже 12 жизненно важных лекарств, например, против рака, были разработаны из морских организмов и их симбиотической микробиоты. Их высокий потенциал для разработки лекарств сдерживается длительным и дорогостоящим процессом обнаружения. Исследовательская группа Исследовательского центра по химии морских натуральных продуктов при Центре исследований океана в Кельме ГЕОМАР Гельмгольца, при поддержке автоматизированных подходов с помощью компьютера, теперь успешно обнаружила морские молекулы в качестве потенциальных средств против инфекций и рака кожи у водорослей и их грибкового симбионта. от Кильского фьорда.

Процесс поиска морских активных ингредиентов начинается с извлечения морских макро- и микроорганизмов с последующей очисткой и характеристикой их новых и биологически активных химических компонентов, которые предназначены для использования в разработке новых терапевтических средств. «Одна из самых больших ловушек в исследованиях лекарственных препаратов — это изоляция уже описанных природных молекул с использованием» классического «процесса выделения, основанного на биологической активности», — объясняет профессор, доктор Дениз Тасдемир, руководитель исследовательского отдела химии морских натуральных продуктов в GEOMAR и GEOMAR. Центр морской биотехнологии. «Этот подход сложен и часто подвержен сбоям», — продолжает доктор Тасдемир.

В своей исследовательской группе она решила эту проблему с помощью автоматизированных компьютерных подходов в сочетании с проверками биологической активности. В одногодичном исследовании было обнаружено, что коричневая водоросль Fucus vesiculosus (пузырчатая рана) из Кильского фьорда ингибирует патогенную бактерию, устойчивую к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), которая вызывает внутрибольничные инфекции.

«Стратегии биоинформатики на основе алгоритмов и инструменты машинного обучения позволили нам составить карту массивного метаболома бурой водоросли и в то же время предсказать молекулярные кластеры, ответственные за их антибиотическую активность», — сказала доктор Лариса Бюденбендер, бывший постдокторский сотрудник в группе профессора Тасдемира и первого автора одной из двух статей, опубликованных в журнале Marine Drugs. Алгоритмы, применяемые в этом исследовании, объединяют молекулярные семейства в сложные сети, основанные на их показателях химического сходства в масс-спектрометрическом анализе, и вместе с инструментами машинного обучения in silico помогают нам химически идентифицировать известные и новые соединения, уже находящиеся в экстракте. После первого этапа быстрого химического фракционирования экстракта используется биоинформационная программа для прогнозирования показателя биологической активности молекул в соответствии с их относительным содержанием во фракциях. Эти биологически активные соединения являются изолированными. «Классический подход к открытию от извлечения до характеристики биологически активных ингредиентов водорослей обычно занимает 3-4 года. Эти автоматизированные инструменты помогли нам ускорить целевое открытие новых природных антибиотиков до нескольких месяцев», — подчеркивает профессор Тасдемир.

«В природе оболочка мочевого пузыря часто находится под сильным давлением в результате обрастания и образования биопленки миллионами микроорганизмов, обнаруженных в морской воде. Поэтому мембранные соединения, как мы определили в этом исследовании, имеют большое экологическое значение для самозащиты. водорослей. Такие молекулы, которые выполняют критическую функцию в естественном пространстве, часто проявляют связанные действия против человеческих патогенов. Так как рана мочевого пузыря является съедобной водорослью, такая деятельность делает его привлекательным кандидатом не только в качестве источника лекарств, но и для пищевые добавки или защита пищевых продуктов «, говорит профессор Тасдемир. Далее мы рассмотрим потенциальные возможности применения мочевого пузыря в пищевой промышленности.

Многие грибы также живут в симбиозе на поверхности и внутри водорослей. Это также многообещающие источники для открытия и разработки новых лекарств. Биченг Фан, доктор философии студент профессора Тасдемира выделил более 120 симбиотических грибов из раны мочевого пузыря и изучил гриб Pyrenochaetopsis sp. подробно, поскольку он эффективно убивает раковые клетки кожи типа меланомы с низкой цитотоксичностью и имеет очень богатый химический запас. Биченг также использовал автоматизированные автоматизированные подходы, чтобы изолировать специальные молекулы с помощью редких химических каркасов. Исследование также было недавно опубликовано в Морские наркотики.

По словам профессора Тасдемира, это только второе химическое исследование ранее полностью неисследованного грибкового рода Pyrenochaetopsis. «Грибы, которые мы выделили из оболочки мочевого пузыря и ферментировали в оптимизированных лабораторных условиях, являются признанным источником природных противораковых средств. Мы нашли здесь несколько новых натуральных продуктов, которые мы назвали пиреносетинами А и В, которые обладают высоким потенциалом для борьбы с раком кожи «, продолжает химик.

«Природа — это источник более половины всех современных лекарств, которые мы используем сегодня. Доступ к революционным методам геномики, метаболомики, биоинформатики и машинного обучения позволит беспрецедентным образом быстро и эффективно открывать морские соединения, и более рациональное и эффективное использование для последующей разработки лекарств с промышленными партнерами «, — заключает профессор Тасдемир.

Spread the love

Комментарии

No comments yet.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *