Ученые раскрыли секрет бактерий для создания более эффективных противораковых препаратов

Ученые из Уорикского университета (University of Warwick) наконец выяснили, как бактерии естественным образом производят несколько версий мощных противораковых препаратов, разгадав десятилетнюю загадку. Исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что бактериальные ферменты общаются друг с другом через небольшие молекулярные области, называемые "док-доменами". Эти домены действуют как соединители между основным механизмом производства лекарств и ферментами, добавляющими различные компоненты, что позволяет создавать семейство родственных соединений.

Одним из представителей этого семейства является Ромидепсин (Istodax), одобренный FDA для лечения некоторых видов рака крови. Исследователи также идентифицировали биосинтетический путь соединения FR-901375, который был известен десятилетиями, но механизм его производства оставался неизвестным. Эти соединения относятся к классу ингибиторов HDAC, которые блокируют ферменты, регулирующие активность генов в клетках.

Внутри бактерий эти молекулы собираются массивными белковыми комплексами, называемыми гибридами PKS-NRPS. Док-домены обеспечивают, чтобы каждый этап производственной линии распознавал и передавал продукт следующему, позволяя осуществлять комбинаторный биосинтез. Команда использовала структурную биологию, биохимию, генетику и компьютерное моделирование для расшифровки системы, включая биоинформатические поиски, эксперименты по реконституции in vitro, моделирование AlphaFold и исследования с делецией генов.

Обратно спроектировав эту природную систему, исследователи создали новую стратегию для разработки противораковых терапий. "Это исследование дает нам план действий, чтобы делать то, что делает природа, но лучше и быстрее", — говорит профессор Грег Чаллис. Команда стремится создать расширенную библиотеку кандидатов для различных видов рака, для которых срочно требуются новые методы лечения. Открытие может привести к созданию лекарств с повышенной эффективностью, лучшей селективностью и меньшими побочными эффектами.