Biologia sintetica sta dando frutti: bloccanti contro bloccanti

Maggio 4, 2016 Admin Salute 0 3
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Non molto tempo fa, anche in Svizzera, le persone cadevano ammalò di tubercolosi (TB). Solo negli ultimi decenni ha la malattia sostanzialmente perso il suo terrore, almeno in questo paese; e le case di cura d'alta quota che si è specializzata in esso si concentrano su altri campi. Tuttavia, la malattia sta guadagnando nuovo terreno in tutto il mondo. I record che intorno al nove milioni di nuovi casi di malattia ogni anno, e circa 50 milioni di persone sono infettate con un ceppo di Mycobacterium tuberculosis, che è resistente agli antibiotici isoniazide e rifampicina. L'unico rimedio efficace è Ethionamid, strutturalmente correlata alla isoniazide. Lo svantaggio è che questo farmaco è fatale in dosi elevate. Tuttavia, alti dosaggi sono spesso necessari per combattere l'agente patogeno.

Bloccare con un trucco




Questo perché Mycobacterium ha una difesa contro anche Ethionamid. Si produce una proteina, ETHR, che blocca la produzione dell'enzima ETHA, impedendo così ETHA conversione Ethionamid da un precursore inattivo in una sostanza che uccide il patogeno TB. In altre parole, il Mycobacterium ha le armi a uno inserire o disinserire l'antibiotico sopprimendo la sua conversione.

Questo meccanismo - riconosciuto come un tallone d'Achille da ricercatori dell'ETH di Zurigo guidati da Martin Fussenegger - è stato scoperto solo di recente. Utilizzando un approccio dal campo della biologia sintetica, il professore di Biosystems Science and Engineering presso la D-BSSE e il suo gruppo di ricerca sono riusciti a prendere il ETHR bloccante dalla circolazione. Questo rende l'antibiotico Ethionamid notevolmente più efficace e Fussenegger spera potrebbe essere utilizzata in dosi più piccole quindi non sarebbe più tossico per i pazienti.

Un colpo di fortuna, ma non è un caso

I ricercatori hanno innestato intera rete gene del Mycobacterium necessaria per questa via di segnale in una cellula di mammifero e lo ha utilizzato per testare varie sostanze che potrebbero bloccare ETHR. Durante la loro ricerca, i biologi hanno colpito su una sostanza che è eccezionalmente adatto come bloccante ETHR: 2-feniletile-butirrato.

Questa sostanza con un nome complicato è un additivo alimentare di tutti i giorni ed è consentito in molti paesi, tra cui gli Stati Uniti. Fussenegger dice che è molto diffusa ed è quindi disponibile a buon mercato. Lui dice che è stato un colpo di fortuna che hanno colpito proprio su questa sostanza così in fretta. Non è stato un incidente, però, perché trumping ETHR bisogno sostanze con particolari proprietà che può essere ridotto molto rapidamente utilizzando biologia sintetica.

Cerchi soldi per i test sui topi

Martin Fussenegger è ora alla ricerca di denaro per consentire la combinazione da testare nei topi. I test del mouse sarebbe durato circa 10 mesi e costerebbe tra 800.000 e 900.000 franchi svizzeri. Egli dice che questo progetto non può essere completato entro il suo gruppo, ma è necessaria probabilmente solo un altro piccolo passo per consentire la terapia di combinazione antibiotica e 2-fenil-butirrato da testare negli esseri umani e, proprio perché quest'ultima sostanza è un additivo alimentare autorizzato . Come egli fa notare, "E 'una piccola somma di denaro per aiutare milioni di persone."

Fussenegger è convinto che i test previsti sui topi avranno un esito positivo e che questa combinazione sarà anche ben tollerato dagli esseri umani. Egli sottolinea che, "Ogni agente artificiale di nuova sintesi comporta il rischio che molte, molte volte più grande di questa sostanza ben nota." Dice che dobbiamo anche riconsiderare se vogliamo o siamo in grado di mettere un altro antibiotico al posto di ognuno che diventa inutile. Ogni antibiotico è diventato inefficace in tempi relativamente brevi dopo essere stato messo sul mercato, mentre la terapia di combinazione rende più difficile per i batteri di sviluppare resistenza contro di esso. Il Politecnico federale di Zurigo professore dice: "La sostanza che è stato scoperto interferisce con una via metabolica che è importante per Mycobacterium. Ecco perché sarà molto più difficile per il batterio di adattarsi ad esso."

Da giocare alle applicazioni gravi

Ci sono ancora pochi esempi in cui il vero vantaggio di biologia sintetica è stata così chiaramente dimostrabile come in questo lavoro di ricerca di Martin Fussenegger e dei suoi colleghi. Ad esempio, l'American Jay Keasling utilizzato un approccio simile nel 2005 nel suo lavoro per preparare Artemisin artificialmente in lieviti come agente antimalarico.

Biologia sintetica è un settore relativamente nuovo soggetto nel Biology. La procedura ricorda la costruzione di apparecchiature elettroniche, in cui i circuiti che possono essere controllati e sono costruiti con componenti ben caratterizzati come condensatori e transistor. I biologi sintetici costruire sistemi biologici artificiali in modo analogo, utilizzando componenti individuali come singoli geni ed enzimi per i quali la reattività e prodotti formati sono noti con precisione.

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