Когда лаборатория профессора Шукри Бен Мамуна из Йельского университета во время пандемии COVID-19 столкнулась с нехваткой питательных сред для выращивания нужных паразитов, исследователи решили воссоздать среду самостоятельно. Казалось бы, техническая проблема — но именно она привела к научному прорыву.
Разница между работающей и неработающей средой оказалась в наличии одного компонента — молекулы под названием путресцин, входящей в семейство полиаминов. Так началась цепочка открытий, которая может изменить подход к лечению рака, инфекций и нейродегенеративных заболеваний.
Полиамины: забытые молекулы с огромным потенциалом
Полиамины — это три уникальные молекулы: путресцин, спермидин и спермин. Они присутствуют почти в каждой живой клетке и участвуют в жизненно важных процессах, таких как защита ДНК и РНК, а также стабилизация клеточной структуры. Но, как показало новое исследование, спермидин играет особенно важную роль: он превращается в молекулу гипузин, которая необходима для синтеза белков и, соответственно, для жизни клетки.
Новый способ поиска лекарств
Главная проблема в разработке препаратов, нацеленных на полиамины, заключалась в невозможности быстро протестировать миллионы молекул. Чтобы решить эту задачу, команда Бен Мамуна разработала флуоресцентный анализ, который позволяет с высокой точностью определять эффективность ингибиторов полиаминсинтезирующих ферментов.
Это открывает путь к быстрому и массовому скринингу соединений, способных остановить рост паразитов, бактерий, грибков и даже раковых клеток.
Как избирательно убивать плохие клетки
Учёные делают ставку на различия между ферментами патогенов и человеческими клетками, чтобы минимизировать побочные эффекты. В случае рака учитывается тот факт, что опухолевые клетки производят значительно больше полиаминов, чем здоровые. Это позволяет точно нацеливать лечение, не повреждая здоровые ткани.
Перспективы: от малярии до Candida auris
Один из самых вдохновляющих выводов: ферменты, задействованные в этом процессе, сохраняются во многих патогенах. Это делает возможным создание пан-антимикробных препаратов, действующих сразу на несколько опасных микроорганизмов. В будущем один препарат может лечить и бабезиоз, и малярию, и грибковые инфекции с множественной устойчивостью.
Иногда крупные открытия начинаются с нехватки среды в лаборатории. Исследование Йельского университета — наглядное тому подтверждение.
