Domů     Objevy
V CEITECu navrhli peptidy schopné ničit bakterie a rakovinné buňky
Jan Zelenka 29.8.2024

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.

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.

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.

Foto: CEITEC/ Lukáš Sukeník
Související články
Objevy Zajímavosti 8.4.2025
Vědcům z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR se ve spolupráci s odborníky z Innsbrucké univerzity podařilo objevit sloučeninu, hydrát chloridu sodného, která za normálních okolností nemůže v přírodě vzniknout. Umožnil jim to speciální způsob mražení. Odborníci věří, že by to mohlo otevřít cesty k výrobě nových léků i k pochopení chemických reakcí ve vesmíru. […]
Tým z laboratoře CAPADS na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze provedl průlomové měření v oblasti intenzitní optické interferometrie, která je zásadní pro přesné měření směrů a vzdáleností ve vesmíru. Zlepšení v přesnosti by mohlo dosáhnout až několika řádů a výrazně přispět k hlubšímu pochopení kosmických struktur a jevů. Výzkum týmu se zaměřil na tzv. Hanbury […]
Objevy Zajímavosti 4.4.2025
Během pandemie covidu-19 sehrávala dezinfekce a ochrana před viry a bakteriemi klíčovou roli při zamezení šíření nákazy. Právě tehdy se zrodil nápad, že by bylo dobré chránit veřejně využívané dotykové obrazovky před tím, aby se staly zdrojem pro přenos infekcí. Díky tomu spatřila světlo světa unikátní ochranná fólie LOTUS Foil, která už je i komerčně […]
Historie Objevy 3.4.2025
Téměř dva tisíce let staré svitky, pohřbené pod nánosy sopečného popela v Herkulaneu, se dlouho zdály být navždy ztracené. Extrémní teplo při erupci Vesuvu v roce 79 n. l. je proměnilo v křehké, spálené „nic“, co se zdálo být nerozluštitelné. Díky moderním zobrazovacím technikám a umělé inteligenci však nyní vědci dokázali virtuálně rozvinout a přečíst […]
Autismus je jako strašák společnosti. Zatímco podvědomě s sebou nese předsudky z předsudků, konkrétně už ovlivňuje schopnost dítěte komunikovat, navazovat vztahy a zapojit se do běžných aktivit. Někteří jedinci s poruchami autistického spektra (PAS) vykazují mimořádné schopnosti, například v matematice, jazycích nebo umění, jiní čelí výzvám, které komplikují jejich každodenní život. Právě dnes si připomínáme […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
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