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.

reklama

 

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

reklama

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.

reklama
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
Mladý vynálezce: Philo Farnsworth se postará, aby bylo na co koukat
Děti nevymýšlejí jen lumpárny, jak se může zdát z rodičovských stesků nebo našich vzpomínek na dětství. Některé děti přicházejí s nápady, které se mohou proměnit ve velmi zdařilé vynálezy. A některé jejich nápady jsou tak úspěšné, že změní svět. I když existuje mnoho vynálezců, kteří přispějí k vynálezu televize, Philo Farnsworth (1906–1971) je první, kdo přijde s nápadem na […]
Věda a technika
Nevyzpytatelný uran: Napájí domácnosti a maže města z povrchu zemského
Počasí mu tehdy nepřeje, a tak pokus odloží do šuplíku. Když si na experiment vzpomene, vytáhne snímek a nestačí se divit. Místo lidí na fotografii na něj zírá černota. Slunce do zásuvky nesvítilo, a tak jediným viníkem musí být uran! V periodické tabulce prvků mu náleží písmeno U a vedle něj trůní číslovka 92, která […]
Věda a technika
Proč se na podzim barví listí? Stromy před zimou rozehrávají pestré divadlo
Ještě před pár týdny byly koruny stromů zelené. Pak se dny začnou krátit, noci prodlužovat a listy náhle vzplanou žlutou, oranžovou, červenou i vínovou. Není to jen půvabná podzimní podívaná. V každém listu právě probíhá důmyslná chemická úklidová akce, při které strom rozebírá své „sluneční elektrárny“, zachraňuje cenné živiny a připravuje se na zimu. Na […]
Věda a technika
Zvuk, neviditelný cestovatel, který umí sprintovat i šeptat
Zvuk je všude kolem nás, přesto ho nevidíme. Umí se odrážet, ohýbat, zrychlovat i zpomalovat, a zatímco vzduchem se žene rychlostí asi 343 metrů za sekundu, ve vodě je z něj hotový sprinter. Pojďme se podívat, co všechno tenhle neviditelný posel dokáže. Ve vodě má zvuk pořádný náskok. Zatímco vzduchem při pokojové teplotě putuje přibližně […]
reklama
casopis
svět zločinu
Falešné paměti Bruna Dössekkera: Byl jsem vyměněn!
Nacistický voják smýkne mužem o zeď omšelé uličky. Sledují ho při tom dvě dětské oči. Maličký chlapec se neodváží ani zakřičet. Až si bude vzpomínky rekapitulovat, dojde k závěru, že onen muž byl jeho otcem. Mezitím míří do koncentračních táborů další transporty. Přeplněné nákladní vagony se chlapci zatím vyhnou. Se starším bratrem se ukrývají na […]
Podvodnice Alicia Headová: Lež o 11. září ji vynese na vrchol
Všude je kouř. Alicia Esteve Headová (*1973) se plazí v 78. patře po podlaze Jižní věže. Je 11. září 2001. Teroristický útok na Světové obchodní centrum, konkrétně WTC 2, v místě nárazu letadla a patrech nad ním, přežije dohromady pouhých 19 lidí. Podle svých slov je Alicia mezi nimi. Oheň jí ožehne ruku, až na […]
Pět podivných vražd: Kdo měl spadeno na švédského premiéra i filmovou celebritu?
Arcibiskup ze San Salvadoru Óscar Romero (1917–1980) je konzervativec, který ostře kritizuje porušování lidských práv v Salvadoru – státečku v Latinské Americe. To ho bude stát krk. Pachatel, stejně jako v dalších čtyřech případech, je dodnes neznámý… Vymezuje se proti řádění armády i provládních eskader smrti. Romero nešetří ani USA, které režim podporují. Během mše 24. dubna 1980, kterou slouží […]
James Whitey Bulger: Práskač, co šel po práskačích
Dlouhé roky se v USA drží mezi desítkou nejhledanějších mužů a dopracuje to až na číslo dvě – hned po Usámovi bin Ládinovi (1957–2011). To je James „Whitey“ Bulger (1929–2018) viněný ze spoluúčasti na 19 vraždách, vydírání a lichvy. A samozřejmě, krom toho je ještě drogový dealer, který neváhá odstranit z cesty všechny práskače, zatímco […]
zajímavosti
Sešívačka aneb luxusní hračka, jejíž existence začala jedinou sponkou
Dnes zmáčkneme sešívačku a papíry poslušně drží pohromadě. Vypadá to jako banalita, bez které si kancelářský život sotva umíme představit. Jenže první předchůdci dnešní sešívačky mají k obyčejné plastové pomůcce z psacího stolu pořádně daleko. Nejstarší sešívačky jsou těžké, drahé, poněkud majestátní, a některé dokážou zatlouct do papíru jen jednu jedinou sponku. Pak je třeba […]
Útočiště na skále: Jak Garibaldiho slib zachránil San Marino
V červenci roku 1849 se odehrálo něco zdánlivě epizodního, co ale zanechalo trvalý otisk na mapě Evropy. Italský revolucionář Giuseppe Garibaldi stanul před branami republiky San Marino. Nebyl zde však v pozici dobyvatele, ale prosebníka. V patách mu byla papežská a rakouská vojska. Prosil o azyl. Byl mu poskytnutý a Garibaldi nezapomněl.   Útěk Garibaldiho […]
Tajemství otce Sherlocka Holmese: Pět věcí, které (možná) nevíte o Arthuru Conanovi Doyleovi
Jeho celé jméno zní Arthur Ignatius Conan Doyle a svět ho dnes zná hlavně díky jeho geniálním detektivním příběhům o Sherlocku Holmesovi. EpochaPlus.cz si posvítila na perličky, které nám ve škole obvykle neřeknou… Občas se ještě dozvíme, že byl slavný spisovatel původním povoláním lékař. Tyto znalosti ostatně občas zužitkuje i pro své psaní. Už se […]
Nesmrtelná sójová omáčka: Stačí přidat trochu plísně!
Usedají ke stolu a sliny se jim sbíhají, až ochutnají vychvalované čínské nudle. Obsluha se k nim bezděky přitočí a při té příležitosti přihraje na stůl drobnou láhev. Jeden z hostů se ušklíbne a odtuší, že to je ona pověstná omáčka, která se vyrábí z brouků. Jde kombinovat s nudlemi, rýží nebo sushi. Najdou se dokonce odvážlivci, kteří sójovou […]
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