Domů     V CEITECu navrhli peptidy schopné ničit bakterie a rakovinné buňky
V CEITECu navrhli peptidy schopné ničit bakterie a rakovinné buňky
11.11.2024

Brněnským vědcům z institutu CEITEC Masarykovy univerzity se povedl velký pokrok v potírání bakteriálních infekcí, které jsou odolné vůči antibiotikům.

 

S pomocí počítačové simulace navrhli speciální peptidy schopné prolomit ochrannou membránovou bariéru vytvořením pórů soudkovitého tvaru, které umožňují molekulám nekontrolovaně procházet přes membránu dovnitř a ven z buňky, což vede k rychlé buněčné smrti.

Takové peptidy tvořící póry jsou proto považovány za slibné kandidáty na alternativní léčbu bakteriálních nebo rakovinotvorných onemocnění.

Řekni heslo

Biologické membrány jsou polopropustné bariéry, které chrání buňku všech živých organismů. Umožňují průchod určitých molekul, zatímco jiné blokují, a udržují tak v buňce stabilní vnitřní prostředí.

Peptidy jsou malé bílkoviny, které se skládají pouze z několika aminokyselin (obvykle z 10 až 50). Některé peptidy mají jedinečnou schopnost vnořit se do membrány a spontánně vytvořit nanostruktury, které prochází skrz buněčnou membránu.

Když se tyto peptidy uspořádají do určitého tvaru, mohou v membráně vytvořit póry. Jedním z takových zvláštních tvarů je pór, v němž jsou peptidy uspořádané do tvaru soudku s vodním kanálem procházejícím membránu.

Tento nekontrolovaný průchod molekul může vést k odumření buňky, protože buňka si již nedokáže udržet stabilní vnitřní prostředí. Až dosud bylo obtížné takové peptidy navrhnout.

Bakterie anthraxu mezi buňkami mozkomíšního moku
Bakterie anthraxu mezi buňkami mozkomíšního moku

Vše kolem pórů

V článku publikovaném v časopise Journal of Medicinal Chemistry vědci Rahul Deb a Robert Vácha ve spolupráci s Miroslavem Boudným a Markem Mrázem z CEITEC Masarykovy univerzity navrhli peptidy a systematicky zkoumali vliv specifických mutací na aktivitu jednotlivých peptidů proti bakteriím a rakovinným buňkám a jejich toxicitu pro lidské buňky.

Pomocí počítačových simulací podpořených biofyzikálními experimenty zjistili, že aby byly peptidy vysoce účinné, musí být upraveny tak, aby byly přitahovány k membránám bakteriálních a rakovinných buněk ještě před vytvořením pórů.

Ukázalo se tedy, že pro zvýšení účinnosti peptidů je třeba současně ladit jak afinitu k membráně, tak i tvorbu pórů.

„Abychom zvýšili antibakteriální účinnost peptidů vytvářejících póry, zvýšili jsme jejich kladný náboj začleněním konkrétních aminokyselin,“ vysvětluje Rahul Deb.

Vytváření těchto mutací se však musí provádět velmi opatrně, aby u peptidů nedošlo ke ztrátě jejich schopnosti tvořit póry.

„Specifické mutace způsobují, že peptidy jsou citlivé na pH, což jsme využili k cílení na rakovinné buňky, protože nádory mají kyselé mikroprostředí,“ dodává.

Vývoj nových antibiotik je finančně i časově náročný.
Vývoj nových antibiotik je finančně i časově náročný.

Proti bakteriím i nádorům

S pomocí kolegů z francouzského CNRS, římské univerzity Sapienza, BIOCEV a Univerzity Palackého tým pozoroval lepší antibakteriální aktivitu a nízkou toxicitu.

Peptidy vykazovaly silné antiinfekční vlastnosti dokonce i na preklinickém myším modelu infekce Acinetobacter baumannii, tedy na živém organismu, což ověřili spolupracovníci z Pensylvánské univerzity.

„Zaznamenali jsme zvýšení protinádorové aktivity, když jsme snížili pH kultivačního média pod fyziologické pH, což naznačuje ‚terapeutické okno‘ pro selektivní léčbu rakoviny,“ říká Marek Mráz.

„Hlavní výhodou našich návrhů peptidů je, že nyní rozumíme roli jednotlivých částí peptidové sekvence. To nám umožňuje je vyladit pro konkrétní aplikace, ať už jde o boj s bakteriemi nebo rakovinou.

Naše práce poukazuje na potenciál peptidů navržených pomocí počítačových simulací jako nových terapeutik,“ uzavírá Robert Vácha.

Zdroje informací: avcr.cz, wikipedia, nature.com
Foto: Náhled: FOTO: Unsplash, 1: FOTO: Yuval Madar / Creative Commons / volné dílo, 2: FOTO: Shorelander / Creative Commons / CC BY 2.5
Související články
Věda a technika
Vynálezce mobilního telefonu inspiruje komiks!
Do kanceláře výzkumného ústavu Bell Laboratories se dovolá muž z konkurenční firmy. „Ahoj Joeli. Víš, odkud volám? Z přenosného telefonu. To koukáš, co?“ Ale na druhé straně se nikdo neozývá. Že by pokus nevyšel? „Slyšíš mě?“ Teprve tehdy se ozve odkašlání. Mlčení není způsobeno technickou chybou, jen šokem. V druhé polovině 19. století získává lidstvo nový vynález. Jmenuje […]
Věda a technika
Kočka rybářská: Téměř nikdy neodchází s prázdnou!
Nevelká, nenápadná, tichá. Taková je kočka rybářská, která si žije svým prostým životem okolo vody na jihu Asie. Své drápky nikdy zcela nezasouvá a jediné, co ji zajímá, je lov ryb. Přesto je trnem v oku místním lidem a jejich útoky se podílejí na tom, že je toto úchvatné zvíře mezi ohroženými druhy. Zatímco lidský […]
Věda a technika
Královna na začátku všeho: Zrození mravenčí kolonie
Zrození každé mravenčí kolonie začíná u jediné královny. Po svatebním letu, během něhož se spáří se samečkem, který brzy hyne, ztrácí svá křídla a vydává se na nejtěžší cestu svého života – hledání vhodného místa pro nové mraveniště. Tento náročný úkol však zvládne jen malé procento královen, zatímco většina zahyne nebo se stane kořistí predátorů. […]
Věda a technika
Nečekané zajímavosti z rostlinné říše: Ulity plžů, pavouci i včely se řídí Fibonacciho kódem
Podobně jako rostlinná říše, i ta živočišná se řídí Fibonacciho kódem. Fibonacciho čísla jsou číselná řada, kde každé číslo je součtem dvou předchozích: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34. Ulity plžů, například u druhu loděnky Nautilus pompilius, vykazovaly logaritmickou spirálu, která se často přibližovala Fibonacciho poměrům.   Rozměry ulity souvisí se […]
reklama
věda a technika
Saúdská Arábie a její vzestup v zábavním průmyslu
Saúdská Arábie během posledních let zásadně proměňuje svůj obraz a investuje miliardy do rozvoje zábavního průmyslu. Dubaj tak získává nového konkurenta a království se snaží přilákat turisty, sportovní akce i globální hudební megastars. Ambiciózní projekty, od futuristických parků až po velkolepé festivaly, jsou součástí širší strategie, jak snížit závislost na ropě. Zábava se tak stává […]
Avicenna: Zabila ho vlastní medicína?
Když sedí ve vězení, sepíše spisek, který je později znám jako „Plovoucí muž“. I když člověk bude viset ve vzduchu, bez jakéhokoliv smyslového vjemu, bude si uvědomovat sám sebe. „A to je důkaz toho, že člověk má duši,“ prohlašuje. „Duše je nehmotná a odtržená od těla.“ A tak své tělo v klidu huntuje, oblbuje hektolitry vína a […]
Steve Fossett: Pilot rekordů, jehož poslední let zůstal záhadou
Američan James Stephen Fossett (1944–2007) patřil k nejvýraznějším dobrodruhům své doby. Milionář a rekordman, který dokázal posouvat hranice lidských možností na zemi, na moři i ve vzduchu. Jeho cesta od skautských začátků až k sólovému obletu Země v balonu ukazuje, jak daleko může sahat odhodlání a touha po objevování. Během své kariéry stanovil více než […]
Co oko nevidí – teď už uvidí!
Ve vlaku z Olomouce se náhodně potkají dva staří známí. A zatímco vagon kodrcá po hrbolatých kolejích, potřásají si rukou. Když si jeden z nich všimne článku v odborném časopise, brzy se téma stočí k složitějším otázkám, než „jak se má rodina, pane profesore?“ Je rok 1952 a článek pojednává o kontaktních čočkách vyrobených z ušlechtilých kovů. Kontaktní čočky nejsou […]
historie
Opravdu používali stavitelé egyptských pyramid umělý kámen?
Jak se starým Egypťanům podařilo postavit monumentální stavby, které přečkaly více než čtyři tisíce let? Zatímco převládající výklad hovoří o precizně opracovaných kamenných blocích těžených v lomech, existují i odvážnější teorie. Podle nich mohly být některé části pyramid vytvořeny z umělého materiálu připomínajícího dávný beton. Kde se v tomto příběhu prolíná archeologie s chemií? Kameníci […]
Měly pyramidy symbolizovat schody do nebe?
Byly egyptské pyramidy jen monumentálními hrobkami, nebo měly mnohem hlubší význam? Nejstarší pyramidy vznikají jako promyšlené symboly cesty faraona k bohům. Spojují architekturu, astronomii i víru ve sluneční božstvo a vytvářejí kamenné „schody do nebe“, po nichž má panovník vystoupat k věčnosti. Když si faraon Džoser z 3. dynastie kolem roku 2690 př. n. l. […]
Vánoční skandály: Puritáni zakazují oslavy a chudí kážou bohatým
Vánoce, jak je známe dnes, světýlka, stromeček a klidná rodinná setkání, nejsou jedinou tváří tohoto svátku. Už ve středověku a raném novověku se kolem Vánoc odehrávají spory, zákazy a protesty, které ukazují, jak hluboce může být tento svátek spojován s mocí, náboženstvím i společenskými konflikty.   V 17. století v Anglii vypuká pravděpodobně nejznámější historický […]
Oslava Vánoc podle královny, spisovatele a prezidenta: Žádné divadlo ani komerce
Vánoce u slavných postav minulosti nejsou jen o stromečcích a dárcích, jsou to malé ukázky charakteru: jak královna, spisovatel nebo státník proměňují sváteční rituály v odraz svého vkusu, moci a dobových nálad. Americký prezident George Washington (1732– 1799) slaví sváteční chvíle pragmaticky a s elegancí zakladatele. V Mount Vernon se Vánoce stávají příležitostí, kdy hostí přátele, […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Dulce: Dobrota, které neodoláte
panidomu.cz
Dulce: Dobrota, které neodoláte
Ta dobrota se jmenuje dulce de leche a možná už jste ji objevili v obchodech. Ale nepochybujte o tom, že doma připravená bude ještě lepší. Název je španělský a znamená jednoduše „mléčná sladkost“. Původ ovšem není úplně jednoznačný, o autorství této receptury se pře hned několik latinskoamerických zemí a k tomu Francie, kde se traduje,
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
historyplus.cz
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
„Prvotřídní kvalita, dovoz z Itálie,“ přesvědčuje kupec s látkami bohatou pražskou měšťanku. Žena pečlivě osahává štůček mušelínu. „Vezmu si pět loket,“ prohlásí. Kupec rychle naměří požadovanou délku. Pořádný kus mu přitom zůstane za prsty…   „Na šaty ho bude málo, milostpaní. Stačí jenom na sukni,“ zhodnotí švadlena množství růžového mušelínu. „Ošidili vás, podívejte.“ Vezme do ruky dřevěnou
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
nejsemsama.cz
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
Voda má v magii zvláštní místo. Má jedinečné vlastnosti, které pro vás mohou být nejen zdrojem osvěžení, ale i duchovní síly a léčení. Voda z potoků a studánek má moc přinést do vašeho života pozitivní změny a obnovit vaši energii. Využitím těchto přírodních zdrojů v magii můžete obohatit své rituály a přinést do svého života větší harmonii a klid. Je důležité
Ten můj chlap je prostě báječný
skutecnepribehy.cz
Ten můj chlap je prostě báječný
Jsem holka Štěstěny, tvrdila moje máma, když jsem doma představila Mirka. Mohla na něm oči nechat. To nadšení ji neopustilo nikdy. Myslím, že mi trochu záviděla, ale nikdy jsem jí to neřekla. Tátu měla ráda, ale co si pamatuji, tak jsme s Mirkem byli zamilovaní mnohem víc. Jsme spolu moc rádi Tehdy byla jiná doba, když
Září Svobodová díky nové lásce?
nasehvezdy.cz
Září Svobodová díky nové lásce?
Přestože jí osud připravil až příliš kruté momenty, nikdy nepřestala věřit, že bude znovu šťastná. Sympatická herečka ze seriálu Ulice Ilona Svobodová (64) se má už několik týdnů potkávat se stejně
Hříbková omáčka
tisicereceptu.cz
Hříbková omáčka
Královskou houbou českých lesů je pravý hřib. Suroviny 400 g houby 1 větší cibule 2 lžíce másla 200 ml šlehačky 100 ml zakysané smetana 1 bobkový list 5 kuliček nového koření petrželka ne
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
enigmaplus.cz
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
V oblasti Paola na předměstí hlavního města La Valetta na Maltě se v roce 1902 dostala skupina dělníků do problémů. S několika se při rozbíjení skal propadla zem. „Dostaňte nás odsud, něco tady je,“ z
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
epochanacestach.cz
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
Návštěvou jednoho města si snadno zajistíme program třeba na celý víkend. Boskovice totiž nabízejí hned dvě významné architektonické památky, vzdálené od sebe jen půl kilometru. A tak se vydejme za hradem i za zámkem do krásné jihomoravské krajiny. Trhová osada Boskovice na okraji Drahanské vrchoviny vznikla někdy ve13. století, a už v roce 1313 kronikáři zaznamenali
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
epochalnisvet.cz
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
Nad vodou se převalují chuchvalce mlhy, ze kterých se náhle vynoří siluety několika člunů. Mají velmi podivnou posádku. Dobře živení, po zuby ozbrojení muži v černých uniformách a na straně druhé: zubožená těla oblečená v chatrných vězeňských hadrech. Co tato přízračná scéna znamená?   Je jaro roku 1945, druhá světová válka se chýlí ke konci. Jezero Stolpsee
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
21stoleti.cz
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
Lidský mozek, více než jakýkoliv jiný orgán, odlišuje náš druh od ostatních. Během posledních přibližně sedmi milionů let se jeho velikost a složitost výrazně zvýšila, což nám umožnilo používat jazyk,
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
iluxus.cz
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
&Beyond, světově uznávaný lídr v oblasti luxusní ekoturistiky, představuje své rozmanité portfolio safari lodgů a kempů ve východní Africe. Jako lídr v oblasti zodpovědného cestovního ruchu organi
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
rezidenceonline.cz
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
Třípodlažní penthouse na vrcholu nejvyššího věžáku severně od 72. ulice v New Yorku „patřil“ jednomu z protagonistů populárního seriálu, mapujícího život milionářské rodiny Royových. Jakkoliv jsou jejich osudy fiktivní, nemovitosti, v nichž „žijí“, jsou velmi reálné. Ohromující luxusní byt s pěti ložnicemi, čtyřmi koupelnami a výhledem na Husdon Yards je přitom jenom jednou z nemovitostí
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz