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Georgia Tech scientifiques Trouver composés anti-fongiques dans les algues

Published on February 22, 2011 at 4:28 AM

Un groupe de composés chimiques utilisés par une espèce d'algue tropicale pour repousser les attaques champignon peut avoir prometteurs propriétés antipaludiques pour les humains.

Les composés font partie d'un système chimique unique de signalisation que les algues utilisent pour combattre leurs ennemis - et qui peuvent fournir une foule de nouveaux potentiels de composés pharmaceutiques.

Julia Kubanek avec des échantillons d'algues.

En utilisant un nouveau procédé d'analyse, les chercheurs du Georgia Institute of Technology constaté que les molécules complexes antifongiques ne sont pas répartis uniformément entre les surfaces d'algues, mais semblent plutôt être concentrés à des endroits précis - peut-être où la blessure augmente le risque d'infection fongique.

Un scientifique de Georgia Tech rapporté sur la classe de composés, appelés bromophycolides, lors de la réunion annuelle de l'American Association for the Advancement of Science (AAAS), le 21 février 2011 à Washington, DC La recherche, financée par les Instituts nationaux de la santé , fait partie d'une étude à long terme de la signalisation chimique chez les organismes qui font partie de communautés de récifs coralliens.

«Le langage de la chimie dans le monde naturel a été autour depuis des milliards d'années, et il est crucial pour la survie de ces espèces", a déclaré Julia Kubanek, professeur agrégé à l'École de Georgia Tech de biologie et École de chimie et biochimie. "Nous ne pouvons coopter ces processus chimiques au bénéfice des humains sous la forme de nouveaux traitements pour les maladies qui nous touchent."

Plus d'un million de personnes meurent chaque année du paludisme, qui est causée par le parasite Plasmodium falciparum. Le parasite a développé une résistance à de nombreux médicaments anti-paludéens et a commencé à montrer une résistance à l'artémisinine - les plus importants d'aujourd'hui anti-paludéen. Les enjeux sont élevés parce moitié de la population mondiale est exposée au risque de la maladie.

«Ces molécules sont prometteuses pistes pour le traitement du paludisme, et ils opèrent par un mécanisme intéressant que nous étudions», a expliqué Kubanek. "Il ya seulement un couple de drogues gauche qui sont efficaces contre le paludisme dans toutes les régions du monde, donc nous avons bon espoir que ces molécules continuera à montrer la promesse que nous développons les autres que mène pharmaceutique."

Des études en laboratoire menées par des étudiants de Georgia Tech Stout Paige du laboratoire Kubanek - et en collaboration avec des scientifiques en Californie - la molécule plomb a montré une activité prometteuse contre le paludisme, et la prochaine étape sera de tester dans un modèle murin de la maladie. Comme avec d'autres composés de médicaments potentiels, cependant, la probabilité que cette molécule aura juste la bonne chimie pour être utile chez les humains est relativement faible.

Autres Georgia Tech chercheurs ont entrepris des recherches sur la synthèse du composé dans le laboratoire. Au-delà de la production de quantités suffisantes pour les essais, la synthèse en laboratoire peuvent être en mesure de modifier le composé d'améliorer son activité - ou à atténuer les effets secondaires. Finalement, la levure ou d'un autre microorganisme peut être en mesure d'être modifiés génétiquement pour pousser de grandes quantités de bromophycolide.

Les chercheurs ont trouvé des composés anti-fongiques associées à la lumière de couleur taches sur la surface de l'algue serratus Callophycus utilisant une nouvelle technique analytique connue sous le nom de désorption electrospray spectrométrie de masse à ionisation (DESI-MS). La technique a été développée dans le laboratoire de Facundo Fernandez, professeur agrégé à l'École de Georgia Tech de chimie et biochimie. DESI-MS a permis aux chercheurs pour la première fois d'étudier l'activité chimique unique prenant place sur la surface des algues.

Dans le cadre du projet, la Géorgie Tech scientifiques ont été catalogage et l'analyse des composés naturels provenant de plus de 800 espèces trouvées dans les eaux entourant les îles Fidji. Ils étaient intéressés par Callophycus serratus parce qu'il semblait particulièrement habiles à combattre les infections microbiennes.

En utilisant la technique DESI-MS, les chercheurs et Leonard Nyadong Asiri Galhena analysé des échantillons de l'algue et a trouvé des groupes de puissants anti-fongiques composés. En laboratoire, l'étudiant diplômé Amy Lane constaté que ces composés bromophycolide inhibe efficacement la croissance de Lindra thalassiae, un champignon marin commun.

«L'algue est de triage de ses défenses et de les afficher d'une manière qui bloque les points d'entrée pour les microbes qui pourraient envahir et causer des maladies", a déclaré Kubanek. «Les algues n'ont pas les réponses immunitaires comme les humains. Mais au lieu, ils ont certains composés chimiques dans leurs tissus pour les protéger."

Bien que toutes les algues qu'ils ont étudié était d'une seule espèce, les chercheurs ont été surpris de trouver deux groupes distincts de l'anti-fongique des produits chimiques. D'une sous-population d'algues, surnommé le "touffue" type pour son apparence, 23 différents composés anti-fongiques ont été identifiés. Dans un deuxième groupe d'algues, les chercheurs ont trouvé 10 différents composés anti-fongiques - tous différents de ceux observés dans le premier groupe.

Dans la technique DESI-MS, un flux de charge du solvant polaire est dirigé sur la surface d'un échantillon à l'étude à température et pression ambiantes. Le spray désorbe molécules, qui sont ensuite ionisés et livré au spectromètre de masse pour l'analyse.

«Notre équipe de collaboration de chercheurs du Département de génie biomédical et du Collège des Sciences a travaillé au sein du centre nouvellement formé de spectrométrie de masse de bio-imagerie à Georgia Tech pour mieux comprendre les mécanismes de défenses chimiques dans les organismes marins", a déclaré Fernandez. "Ceci est un exemple de transversales de recherche interdisciplinaire qui caractérise notre institut."

Kubanek espère que d'autres composés utiles émergera de l'étude de la signalisation composés dans la communauté des récifs de corail.

«Dans le monde naturel, nous avons d'algues qui rend ces molécules, et nous avons des champignons qui tentent de coloniser, d'infecter et peut-être utiliser les algues comme un substrat pour sa propre croissance", a déclaré Kubanek. «L'algue utilise ces molécules pour essayer d'empêcher le champignon de faire cela, il ya donc une interaction entre l'algue et le champignon. Ces molécules comme la fonction des mots dans une langue, la communication entre les algues et les champignons."

Source: http://www.gatech.edu/

Last Update: 5. October 2011 16:39

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