Ar „dizainerio gleivės“ gali būti ateities vaistas?

Lengva žmogaus seilių liaukos, gleivių ląstelių ir latako mikrografija

  • Gleivės padengia kūno vidinius paviršius, kur veikia kaip barjeras nuo ligų sukėlėjų ir yra draugiškų bakterijų maisto šaltinis.
  • Pagrindinės jo sudedamosios dalys yra mukinai - baltymai, susidedantys iš cukraus molekulių pagal skirtingus modelius, kurie nustato, kaip gleivės sąveikauja su naudingais ir patogeniniais mikroorganizmais.
  • Mokslininkai dabar sukūrė ląstelių platformą, skirtą šiems specifinių savybių mukinams gaminti pagal užsakymą.
  • Tyrėjai galėtų naudoti platformą kurdami muciną pagrįstą virusinių ir bakterinių infekcijų gydymą.

Gleivės yra gleivinė medžiaga, turinti platų gyvybinių funkcijų spektrą kūno ir išorinio pasaulio sąsajoje.

Jis dengia ląsteles, išklojančias plaučius, žarnyną ir lytinius takus, kur sukuria barjerą nuo kenksmingų medžiagų ir veikia kaip tepalas.

Žarnyne, kaip ir kituose kūno paviršiuose, gleivės taip pat tarnauja kaip vartų sargai, išskyrus patogenus ir priimant naudingus mikroorganizmus.

Pagrindinės gleivių sudedamosios dalys yra gleivinės, kurios yra baltymai, dekoruoti skiriamaisiais cukraus molekulių modeliais.

Tai ne tik suteikia bakterijoms maisto šaltinį, bet ir gali būti inkarai, kad jos būtų laikomos vietoje, kai jos prisijungia prie bakterijų ląstelių sienelių molekulių, vadinamų adhezinais.

Prisirišdami prie patogenų adhezinų, į skysčius, tokius kaip seilės ir ašaros, išskiriami mucinai gali užkirsti kelią šių mikrobų sulipimui. Mucinai taip pat gali ištirpinti patogenų „bioplėveles“.

Biofilmai yra bakterijų, kurios bendradarbiaudamos susidarė plonos dangos ant dantų ir kitų audinių paviršių, visuma. Kai kuriais atvejais biofilmai gali turėti neigiamos įtakos sveikatai.

Cukraus molekulių modeliai ant mukinų vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį nustatant, kaip organizmas sąveikauja su mikroorganizmais.

Mucinas yra sudėtinga izoliuoti ir tirti, todėl mūsų supratimas apie jų veikimą buvo ribotas.

Dabar mokslininkų komanda sukūrė būdą sukurti žmogaus gleives, kurios demonstruotų tam tikrus cukraus molekulių modelius.

Kopenhagos glikomikos centro tyrėjų vadovaujama komanda dabar gali genetiškai užprogramuoti laboratorines žmogaus embriono inkstų ląstelių kultūras, kad gautų gleivių, kurios jungiasi prie specifinių bakterijų adhezinų.

Jų darbai rodomi „Nature Communications“.

Cukinijos pagal receptą

Autoriai mano, kad gydytojai vieną dieną galėtų išrašyti mukinus, kurie arba skatina naudingų rūšių augimą, arba slopina ligas sukeliančias rūšis.

„Neįtikėtinas skaičius ligų turi ryšį su žarnyno flora, tačiau mes vis dar labai mažai žinome, kaip mes galime kontroliuoti žarnyno florą gydydami ligas. Čia sintetiniai gleivinės gali atverti naujas gydymo galimybes “, - sako Yoshiki Narimatsu, Kopenhagos universiteto glikobiologijos docentas ir vienas pagrindinių tyrimo autorių.

"Galų gale galima įsivaizduoti, kad mukinai naudojami kaip prebiotinė medžiaga, tai yra kaip molekulės, kurios padeda gerosioms organizmo bakterijoms", - priduria jis.

Tyrėjai taip pat spėja, kad bakterinėms infekcijoms gydyti vietoj antibiotikų gali būti naudojami dirbtiniai gleivės.

Pavyzdžiui, gydytojai galėjo naudoti sintetines muilų versijas seilėse ir ašarose, norėdami nuplauti bakterijas, kurios kitaip sudarytų kenksmingas bioplėveles.

"Mes įsivaizduojame, kad užuot vartoję antibiotikus, galite gaminti, pavyzdžiui, akių lašus su mucinu, kuris paprastai pašalina bakterijas gydant akių infekcijas", - sako dr. Narimatsu.

Konkurencija dėl gripo viruso

Kad būtų galima konkuruoti su paprastu gripo virusu ir užkirsti kelią juo užkrėsti ląsteles, kurios apgaubia nosį, vėdinimo vamzdį ir plaučius, būtų galima naudoti net mucinus.

Norėdami užkrėsti kvėpavimo takų ląsteles, virusas ląstelių membranose užsifiksuoja ant cukraus molekulių, vadinamų sialo rūgštimis.

Tačiau norėdamas išlaisvinti naujai sukurtas viruso daleles ir tęsti infekciją, virusas turi naudoti fermentą, kad nutrauktų prisijungimą prie sialo rūgščių.

„Mucinose yra didžiulis sialo rūgščių kiekis“, - „"Detonic.shop"“ sakė pagrindinis autorius prof. Henrikas Clausenas.

Šios rūgštys ne tik jungiasi prie laisvų viruso dalelių, o tai neleidžia joms prisirišti prie nosies, plaučių ar abiejų ląstelių-šeimininkų - jos taip pat varžosi dėl fermento, kuris išskiria naujas viruso daleles, naudojimo.

"Šiame straipsnyje mes tik tiriame poveikį viruso išsiskyrimui ir nustatome, kad specifinės gleivės su sialo rūgštimis blokuoja gripo viruso išsiskyrimą ir todėl jo gebėjimą skleisti ir platinti infekciją", - teigė prof. - paaiškino Clausenas.