Грибок, що населяє стародавні поховання, може стати союзником у боротьбі з лейкозом

Дослідники виявили, що молекули, виділені з токсичного грибка Aspergillus flavus, який часто зустрічається в стародавніх похованнях, мають потужну протиракову дію. У ході експериментів з клітинами лейкозу ці сполуки показали ефективність, порівнянну з препаратами, схваленими Управлінням з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів США (FDA). Результати дослідження відкривають нові перспективи в розробці протиракових ліків на основі грибкових сполук.

Aspergillus flavus — це токсична цвіль з жовтими спорами, відома своєю небезпекою для здоров’я. Вона виділяє токсини, здатні викликати смертельні легеневі інфекції, особливо у людей з ослабленим імунітетом або хронічними захворюваннями. Грибок поширений повсюдно: його можна знайти в ґрунті, органіці, що розкладається, підвалах, гробницях, а також у зернових і сухофруктах, що погано зберігаються.

Популярність Aspergillus flavus набув після загадкових смертей кількох археологів, які брали участь у розкопках гробниці Тутанхамона в 1920-х роках. Це породило чутки про «прокляття фараона», проте пізніше лікарі припустили, що причиною загибелі людей стала інфекція, викликана спорами грибка, які зберігалися в гробниці тисячоліттями.

Крім того, A. flavus міг бути пов’язаний зі смертю 10 з 12 вчених, які досліджували гробницю польського короля Казимира IV в 1970-х роках. Подальші аналізи підтвердили наявність великої кількості спор цього грибка в похованні.

Незважаючи на свою небезпеку, деякі гриби мають цінні лікувальні властивості. У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Chemical Biology, вчені з Університету Пенсільванії показали, що A. flavus може стати несподіваним джерелом протиракових сполук. «Гриби подарували нам пеніцилін», — каже Шеррі Гао, доцент Університету Пенсільванії і провідний автор дослідження. «Наші результати показують, що в природних сполуках ще багато невивченого потенціалу для створення ліків».

Багатообіцяюча дія проти лейкозу

Дослідники виділили з грибка особливий клас пептидів — рибосомально синтезовані та посттрансляційно модифіковані пептиди (RiPP). Їх виявлення є складним, оскільки RiPP грибкового походження часто плутають з нерибосомними пептидами. Якщо тисячі бактеріальних RiPP вже відомі, то у грибів їх знайдено лише кілька.

Команда Гао проаналізувала 12 штамів Aspergillus, щоб виявити найбільш перспективні RiPP. Виявилося, що сполуки, що виробляються A. flavus, мають високу біологічну активність. Ці пептиди кодуються специфічним білком, і його відключення повністю припиняло їх вироблення.

Вчені виділили чотири RiPP з A. flavus і виявили, що вони мають незвичайну структуру з вкладених кілець. Нові молекули, названі «асперигіміцинами», продемонстрували значну протиракову активність. Дві з них особливо ефективно пригнічували клітини лейкозу.

Подальші дослідження показали, що асперигіміцини порушують процес поділу клітин, блокуючи утворення мікротрубочок. Це пояснює їх протиракову дію, оскільки ракові клітини характеризуються безконтрольним розмноженням.

Ефективність на рівні схвалених препаратів

В іншому експерименті вчені додали до RiPP ліпід — компонент маточного молочка, поживної речовини, яку бджоли виробляють для годування личинок і матки. У результаті комбінація показала ефективність, порівнянну з цитарабіном і даунорубіцином — препаратами, які десятиліттями використовуються для лікування лейкозу.

Ліпіди допомогли новим сполукам проникати в клітини. Щоб зрозуміти механізм цього ефекту, дослідники вибірково активували і деактивували гени в ракових клітинах. Виявилося, що ген SLC46A3 відіграє ключову роль, регулюючи проникнення асперигіміцинів у клітини через лізосоми.

«Цей ген діє як шлюз», — пояснює Цююе Ні, співавтор дослідження. «Він не тільки полегшує потрапляння асперигіміцину в клітини, але й може допомогти іншим циклічним пептидам, які зазвичай вимагають модифікації для ефективного проникнення».

При цьому асперигіміцини майже не впливали на клітини раку грудей, печінки та легенів, а також на бактерії та інші гриби. Це вказує на їх вибіркову дію.

Крім того, вчені виявили схожі гени в інших грибах, що свідчить про можливе існування невивчених RiPP з терапевтичним потенціалом. Наступним кроком стане тестування асперигіміцинів на тваринних моделях, а в разі успіху — клінічні випробування.