Tutanhamona sēne satur pretvēža savienojumus, saka pētījums

1922. gada novembrī arheologs Hovards Kārters caur nelielu caurumu ielūkojās karaļa Tutanhamona aizzīmogotajā kapenē. Kad viņam jautāja, vai viņš var kaut ko redzēt, viņš atbildēja: "Jā, brīnišķīgas lietas." Tomēr tikai dažus mēnešus vēlāk viņa finansiālais atbalstītājs lords Karnarvons nomira no noslēpumainas slimības. Turpmākajos gados vairākus citus izrakumu komandas locekļus piemeklēja līdzīgs liktenis, veicinot leģendu par "faraona lāstu", kas vairāk nekā gadsimtu ir aizrāvusi sabiedrības iztēli.

Gadu desmitiem šie noslēpumainie nāves gadījumi tika piedēvēti pārdabiskiem spēkiem. Taču mūsdienu zinātne ir identificējusi ticamāku vaininieku: toksisko sēnīti Aspergillus flavus. Un tagad, pārsteidzošā notikumu pavērsienā, šis pats nāvējošais organisms pārvēršas par spēcīgu ieroci cīņā pret vēzi.

Aspergillus flavus ir izplatīta pelējuma sēne, kas atrodama augsnē, pūstošos veģetācijās un uzglabātos graudos. Tā ir pazīstama ar savu spēju izdzīvot skarbos apstākļos, tostarp seno kapu noslēgtajās telpās, kur tā var atrasties snaudošā stāvoklī tūkstošiem gadu.

Kad sēnītes darbība tiek traucēta, tās izdala sporas, kas var izraisīt smagas elpceļu infekcijas, īpaši cilvēkiem ar novājinātu imūnsistēmu. Tas varētu izskaidrot tā saukto Tutanhamona "lāstu" un līdzīgus gadījumus, piemēram, vairāku zinātnieku nāvi, kas 20. gs. septiņdesmitajos gados apmeklēja Kazimira IV kapenes Polijā. Abos gadījumos turpmākie pētījumi atklāja A. flavus klātbūtni, un tās toksīni, visticamāk, bija atbildīgi par slimībām un nāves gadījumiem.

Neskatoties uz nāvējošo reputāciju, Aspergillus flavus tagad ir pārsteidzoša zinātniska atklājuma centrā. Pensilvānijas Universitātes pētnieki ir atklājuši, ka sēne ražo unikālu molekulu klasi ar potenciālu cīnīties pret vēzi.

Šīs molekulas pieder pie ribosomu producētu peptīdu grupas, kas tiek pakļauti pēctranslācijas modifikācijai (RiPP). Tūkstošiem šādu RiPP ir atrasti baktērijās, bet tikai daži sēnītēs. Līdz šim.

Šo sēnīšu RiPP atklāšanas process nebūt nebija vienkāršs. Komanda pētīja duci dažādu Aspergillus celmu, meklējot ķīmiskus parakstus, kas norādītu uz daudzsološu molekulu klātbūtni. Aspergillus flavus nekavējoties izcēlās kā vadošais kandidāts.

Zinātnieki salīdzināja dažādu sēnīšu celmu ķīmiskās vielas ar zināmiem RiPP kompleksiem un atrada daudzsološas atbilstības. Lai apstiprinātu savu atklājumu, viņi izslēdza attiecīgos gēnus un pārliecinājās, ka mērķa ķīmiskās vielas ir pazudušas, pierādot, ka ir atraduši avotu.

Šo ķīmisko vielu attīrīšana ir izrādījusies liels izaicinājums. Tomēr tieši šī sarežģītība piešķir sēnīšu RiPP to ievērojamo bioloģisko aktivitāti.

Komanda galu galā izolēja četrus dažādus RiPP no Aspergillus flavus. Šīm molekulām bija unikāla savstarpēji savienotu gredzenu struktūra — īpašība, kas iepriekš nekad nebija aprakstīta. Pētnieki jaunos savienojumus nosauca par "asperigimicīniem" pēc sēnītes, no kuras tie tika izolēti.

Nākamais solis bija asperigimicīnu testēšana uz cilvēka vēža šūnām. Dažos gadījumos tie apturēja vēža šūnu augšanu, kas liecina, ka asperigimicīni kādu dienu varētu kļūt par jaunu ārstēšanas metodi noteiktiem vēža veidiem.

Zinātnieki ir arī atklājuši, kā šīs ķīmiskās vielas iekļūst vēža šūnās. Šis atklājums ir svarīgs, jo daudziem savienojumiem, piemēram, asperigimicīniem, piemīt ārstnieciskas īpašības, taču tie nevar iekļūt šūnās pietiekamā daudzumā, lai būtu noderīgi. Ir atklāts, ka noteikti tauki (lipīdi) var veicināt šo procesu, dodot zinātniekiem jaunu instrumentu zāļu izstrādei.

Papildu eksperimenti parādīja, ka asperigimicīni, iespējams, traucē vēža šūnu dalīšanās procesu. Vēža šūnas dalās nekontrolējami, un šie savienojumi, šķiet, bloķē mikrotubulu veidošanos — šūnu iekšienē esošās atbalsta struktūras, kas ir būtiskas dalīšanās procesam.

Milzīgs neizmantots potenciāls

Šī traucēšana ir raksturīga noteiktiem šūnu tipiem, kas var samazināt blakusparādību risku. Taču asperigimicīnu atklāšana ir tikai sākums. Pētnieki atrada līdzīgus gēnu klasterus arī citās sēnēs, kas liecina, ka vēl daudzi sēnīšu RiPP gaida atklāšanu.

Gandrīz visiem līdz šim atklātajiem sēnīšu RiPP piemīt spēcīga bioloģiskā aktivitāte, padarot šo zinātnes jomu par milzīgu neizmantotu potenciālu. Nākamais solis ir asperigimicīnu testēšana citās sistēmās un modeļos, cerot nākotnē pāriet uz klīniskajiem pētījumiem ar cilvēkiem. Ja tas izdosies, šīs molekulas varētu pievienoties citu sēnīšu zāļu, piemēram, penicilīna, rindām, kas ir revolucionizējis mūsdienu medicīnu.

Aspergillus flavus stāsts ir spilgts piemērs tam, kā daba var būt gan briesmu, gan dziedināšanas avots. Gadsimtiem ilgi šī sēne tika uzskatīta par kluso slepkavu, kas slēpās senās kapenēs un bija atbildīga par noslēpumainiem nāves gadījumiem un leģendu par "faraona lāstu". Mūsdienās zinātnieki šīs bailes pārvērš cerībā, izmantojot tās pašas nāvējošās sporas, lai radītu dzīvību glābjošas zāles.

Šī transformācija – no lāsta līdz dziedināšanai – uzsver pastāvīgu pētījumu un inovāciju nozīmi dabas izpētē. Tā mums ir devusi neticamu aptieku, kas pilna ar savienojumiem, kas var gan kaitēt, gan dziedināt. Zinātnieku un inženieru uzdevums ir atklāt šos noslēpumus, izmantojot jaunākās tehnoloģijas, lai identificētu, modificētu un pārbaudītu jaunas molekulas, lai noteiktu to spēju ārstēt slimības.

Asperigimicīnu atklāšana mums atgādina, ka pat visneticamākie avoti — piemēram, toksiska sēne no kapa — var būt atslēga uz revolucionārām jaunām ārstēšanas metodēm. Pētniekiem turpinot izzināt sēnīšu apslēpto pasauli, kas zina, kādi citi medicīniski sasniegumi gaida zem virsmas?