Zinātnieki atklāj baktēriju noslēpumu efektīvāku vēža zāļu radīšanai

Zinātnieki no Vorvikas Universitātes (University of Warwick) ir atklājuši mehānismu, kā baktērijas spēj dabiski sintezēt vairākas spēcīgu pretvēža zāļu versijas, atrisinot gadu desmitiem ilgušu mīklu. Pētījums, kas publicēts žurnālā Nature Communications, atklāj, ka baktēriju fermenti savstarpēji sazinās caur nelieliem molekulāriem reģioniem, ko sauc par "docking domēniem". Šie domēni darbojas kā savienotāji starp galveno zāļu ražošanas iekārtu un fermentiem, kas pievieno dažādus komponentus, ļaujot izveidot radniecīgu savienojumu saimi.

Viena no šīs saimes zālēm ir Romidepsīns (Istodax), ko ASV Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA) apstiprinājusi noteiktu asins vēža veidu ārstēšanai. Pētnieki arī identificējuši biosintēzes ceļu savienojumam FR-901375, kas līdz šim nebija zināms. Šie savienojumi pieder HDAC inhibitoru klasei, kas bloķē histonu deacetilāzes – enzīmus, kas regulē gēnu aktivitāti šūnās.

Baktērijās šīs molekulas veido milzīgi proteīnu kompleksi, ko sauc par PKS-NRPS hibrīdiem. Docking domēni nodrošina, ka viens ražošanas līnijas posms atpazīst un nodod produktu nākamajam, ļaujot dabiski radīt zāļu variantus. Pētnieki izmantoja dažādas metodes, tostarp strukturālo bioloģiju, bioķīmiju, ģenētiku un datormodelēšanu, lai atšifrētu šo sistēmu. Viņi veica bioinformātikas meklējumus, in vitro rekonstitūcijas eksperimentus, AlphaFold modelēšanu un gēnu dzēšanas pētījumus.

Pēc dabas mehānisma atklāšanas zinātnieki spēja to atkārtot laboratorijā. "Šis pētījums sniedz mums plānu darīt to, ko daba dara, bet labāk un ātrāk," saka profesors Gregs Čelliss (Greg Challis). Komandas mērķis ir izveidot paplašinātu kandidātu bibliotēku dažādiem vēža veidiem, kam nepieciešamas jaunas ārstēšanas metodes. Šis atklājums varētu novest pie zālēm ar lielāku iedarbību, labāku selektivitāti un mazākām blakusparādībām.