ترکیب بالقوه ضد مالاریا در مجموعه میکروبی این موسسه کشف شد

توسط استیسی دلوی، دانشگاه بهداشت فلوریدا

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندانی که به دنبال درمان جدید مالاریا هستند، ممکن است راه حلی را در یک مجموعه ترکیب طبیعی تاریخی که در موسسه نوآوری و فناوری زیست پزشکی هربرت ورتهایم UF Scripps قرار دارد، پیدا کرده باشند.

در سطح جهان، مالاریا یکی از شایع ترین و کشنده ترین بیماری های عفونی است که سالانه حدود 280 میلیون نفر را بیمار می کند. این به طور نامتناسبی باعث مرگ کودکان کوچک می شود و سالانه حدود 600000 نفر جان خود را از دست می دهند. انگل‌های مالاریا که از طریق پشه‌های گزنده در مناطق گرمسیری پخش می‌شوند، نسبت به درمان‌های استاندارد مانند کلروکین و آرتمیزینین مقاوم می‌شوند.

شیمیدان Ben Shen، Ph.D.، بنیانگذار مرکز کشف محصولات طبیعی در موسسه Wertheim UF Scripps، می گوید: «انگل ها در حال تکامل هستند، بنابراین شناسایی داروهای جدید ضد مالاریا که مکانیسم های عملکرد متفاوتی با داروهای گذشته دارند، بسیار مهم است. "ترکیباتی که ما شناسایی کردیم از میکروب‌ها و عصاره‌های خاک که در مجموعه محصولات طبیعی ما نگهداری می‌شوند، منشا گرفته‌اند."

شن گفت که این تیم چندین ترکیب را کشف کردند که بر خلاف داروهای ضد مالاریا موجود قادر به کشتن سریع انگل مالاریا در تمام مراحل چرخه زندگی آن هستند.

نویسنده اول، Chantal Bader، Ph.D.، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه Shen، گفت که تیم از یک فرآیند سیستماتیک برای یافتن بهترین نامزدها از زیر مجموعه ای از مجموعه 122550 سویه استفاده کرد و به دنبال ترکیباتی بود که قبلا مطالعه نشده بود.

بادر گفت: "عصاره های باکتری حاوی هزاران متابولیت مختلف هستند. چالش این است که یک عصاره فعال پیدا کنیم، تا مشخص کنیم کدام متابولیت های خاص در این مخلوط های پیچیده مسئول فعالیت هستند و سپس تایید کنیم که واقعا جدید هستند."

محققان تلاش خود را با غربالگری 81 ترکیب طبیعی خالص شده انتخاب شده از مجموعه این موسسه آغاز کردند. هدف آنها یک انگل مالاریا مقاوم به دارو بود که عامل بیماری شدید شناخته شده است. این مرحله شش نامزد امیدوارکننده از پنج خانواده شیمیایی را نشان داد.

سپس غربالگری خود را به 1531 نمونه که توسط 425 میکروب، گروهی از باکتری ها به نام Actinobacteria ایجاد شده بود، گسترش دادند. از این تعداد، آنها دریافتند که حدود 20٪ دارای خواص ضد مالاریا هستند. آنها با فیلتر کردن مواد سمی برای انسان، سپس ترکیب شیمیایی و فعالیت نامزدهای برتر را مورد مطالعه قرار دادند. این چندین ترکیب را نشان داد که قبلا توسط دانشمندان مورد مطالعه قرار نگرفته بودند.

سپس محققان باکتری هایی را که این ترکیبات جدید را تولید می کردند، کشت دادند. آنها تولید خود را بهینه کردند، ساختارهای شیمیایی آنها را مشخص کردند و نام آنها را SPA، مخفف sphaeriaurantins گذاشتند. شن توضیح داد که SPA ها از یک گروه کمیاب و کمی مطالعه شده از باکتری های خاک به نام Sphaerisporangium می آیند.

آزمایش نشان داد که بهترین SPA ها 99.9 درصد از انگل مالاریا مقاوم به چند دارو، Plasmodium falciparum را از خون و سلول های کبدی کشت شده پاک کردند، به این معنی که این ترکیب در مراحل مختلف چرخه زندگی انگل کار می کند. آزمایش آنها نشان داد که بعید است SPAها مقاومت دارویی ایجاد کنند.

تحقیقات آنها در ماه اوت در مجله انجمن شیمی آمریکا منتشر شد.

مسیر از کشف سرب تا پزشکی تایید شده می تواند سال ها طول بکشد. شن گفت که گام‌های بعدی محققان شامل توصیف پتانسیل دارویی و درمانی داربست SPA است. او گفت که این امر مستلزم شناسایی و اعتبارسنجی هدف مولکولی اولیه و درک مکانیسم عمل است.

مرکز کشف محصولات طبیعی در موسسه Wertheim UF Scripps از میکروب‌ها، عصاره‌های آنها و نمونه‌های تا حدی خالص‌شده تشکیل شده است. شن و تیم تحقیقاتی او به سختی این مجموعه را مطالعه کرده اند تا یک پایگاه داده ژنومی برای دانشمندان جهان بسازند تا محصولات طبیعی جدید را جستجو کنند.

شن می‌گوید این مجموعه غیرقابل جایگزینی است و اشاره می‌کند که در ابتدا توسط دانشمندان بیش از 80 سال جمع‌آوری شد، زمانی که چنین جمع‌آوری هنوز امکان‌پذیر بود. معاهده‌های بین‌المللی درباره حاکمیت ژنتیکی اکنون چنین جمع‌آوری را مقرون به صرفه کرده است. میکروب‌های این مجموعه که از 77 کشور می‌آیند، توسط شرکت‌های دارویی و گروه‌های تحقیقاتی متعدد به‌طور خاص برای پتانسیل‌شان به عنوان دارو جمع‌آوری شده‌اند. اخیرا فناوری توسعه یافته است تا توالی و تجزیه و تحلیل سریع را امکان پذیر کند، و بسیاری از مجموعه هنوز باید کاوش شود.

محصولات طبیعی تاریخچه ای تاریخی در تهیه مواد اولیه برای داروهای مهم دارند که به کشف پنی سیلین برمی گردد. شن گفت که دو سوم داروهای تایید شده در ایالات متحده از محصولات طبیعی منشا گرفته شده اند یا از آنها الهام گرفته شده اند، که بر ارزش حفظ چنین تنوع زیستی تاکید دارد. این مجموعه شامل سویه‌های میکروبی است که الهام‌بخش داروهای مهمی مانند آنتی‌بیوتیک استرپتومایسین و داروی سرکوب‌کننده ایمنی راپامایسین هستند.

او گفت: «مؤسسه Wertheim UF Scripps اکنون یکی از بزرگترین مجموعه‌های سویه اکتینوباکتریا در جهان را در خود جای داده است. ما در حال استخراج این ثروت های ژنتیکی به نفع بشریت هستیم. این کشف یک داروی ضد مالاریا در میان بسیاری از محصولات طبیعی بالقوه مفیدی است که تا به امروز در این مجموعه پیدا کرده ایم.

Chantal D. Bader و همکاران، کشف Sphaeriaurantins به عنوان آنتی پلاسمودیال‌های سریع الاثر با فعالیت دوگانه در مراحل خون و کبد، مجله انجمن شیمی آمریکا (2026). DOI: 10.1021/jacs.6c11333

اطلاعات مجله: مجله انجمن شیمی آمریکا

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →