Znajdź zawartość

Związek wytwarzany przez bakterie glebowe Streptomyces może uszkadzać neurony produkujące dopaminę. Badacze z University of Alabama uważają, że ich działaniem można by wytłumaczyć przypadki choroby Parkinsona, w których nie da się wyróżnić czynnika genetycznego (PLoS ONE). Amerykanie sądzą, że w grę wchodzi związek nieznany jeszcze nauce, będący wtórnym metabolitem bakteryjnym. Eksperymenty laboratoryjne prowadzono na modelu zwierzęcym, a konkretnie z udziałem nicieni z gatunku Caenorhabditis elegans. Gdy wystawiano je na oddziaływanie wybranych szczepów bakteryjnych, zaczynały umierać ich neurony dopaminoergiczne. Generalnie nicienie miały się dobrze, lecz dochodziło do gwałtownego wymierania neuronów wydzielających jako neuroprzekaźnik dopaminę – tłumaczy dr Guy Caldwell z University of Alabama. Dalsze testy tajemniczego związku, prowadzone przy pomocy naukowców z Birmingham, wykazały, że na ludzkie komórki nerwowe działa on tak samo, jak na neurony C. elegans. Nicienie stanowią doskonały model wielu chorób, ponieważ są prostymi organizmami i łatwo je hodować, a jednocześnie występują u nich podstawowe neuroprzekaźniki, np. dopamina. Wyniki badań są na razie wstępne. Nie dysponując oczyszczonym związkiem, nie wiemy, czy jego ilość, z jaką ludzie stykają się ciągu całego życia, wystarczy do wywołania problemów [zdrowotnych] – zaznacza dr Julie Olson, współautorka studium. Biolodzy sądzą, że badana substancja bakteryjna zaburza działanie układu ATP-ubikwityna-proteasomy (ang. ubiquitin proteasome system, UPS). Mamy dowody komórkowe, że ten mechanizm może być zaburzony. W zwykłych okolicznościach pozbywa się on białek o nieprawidłowej budowie lub działaniu; w ramach wcześniejszych badań połączono go z rzadkimi postaciami genetycznymi parkinsonizmu. Pozostawione same sobie nieprawidłowe cząsteczki białek łączą się z innymi, tworząc ostatecznie rozbudowane kompleksy. Wiąże się to z uszkodzeniem neuronów i ich obumieraniem. Podczas eksperymentów biolodzy posłużyli się bakteriami glebowymi S. venezuelae. Wytwarzany przez nie metabolit zaburzał działanie UPS i powodował postępującą degenerację wszystkich uzwględnionych rodzajów neuronów, lecz najbardziej podatne na uszkodzenia wydawały się komórki nerwowe istoty czarnej (łac. substantia nigra). Analizy wykazały, że cząsteczki badanego związku są stabilne, lipofilne (wykazują powinowactwo do tłuszczów) i niewielkie.

Jak wiele związków chemicznych może zostać zsyntetyzowanych w odpowiednio zaopatrzonym laboratorium? Zdaniem badaczy z Uniwersytetu w Bernie, liczba takich substancji wynosi aż... 970 milionów. Ta astronomiczna liczba jest efektem symulacji przeprowadzonej przez Lorenza C. Bluma i Jeana-Louisa Reymonda, pracowników Wydziału Chemii i Biochemii Uniwersytetu w Bernie. Założenia projektu były proste. Jego celem było ustalenie liczby związków, które mogą zostać zsyntetyzowane z maksymalnie pięciu pierwiastków: węgla, azotu, tlenu, siarki oraz chloru. Dodatkowym warunkiem było występowanie w wirtualnej molekule maksymalnie 13 atomów każdego z pierwiastków. Oprócz tego konieczne było potwierdzenie, że każdy z hipotetycznych związków jest możliwy do zsyntetyzowania i na tyle stabilny, by możliwe było jego wykorzystanie. Efektem kalkulacji była właśnie oszałamiająca liczba 970 milionów substancji. Powstała w ten sposób baza danych (czy też, jak wolą ją nazywać autorzy, "przestrzeń chemiczna") jest rekordowo długą listą związków nadających się do wytworzenia i potencjalnego użycia np. w terapii. Co ważne, zawartość całej "przestrzeni" została opublikowana, dzięki czemu każdy zainteresowany badacz może z niej korzystać i wytwarzać opisane substancje. Wydaje się, że najważniejszym odbiorcą bazy stworzonej przez Bluma i Reymonda będą firmy farmaceutyczne. Dzięki orientacyjnym danym na temat właściwości "wirtualnych związków" ich pracownicy będą mogli przewidzieć, które substancje warto syntetyzować i badać w kierunku ich przydatności w leczeniu.