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Gli scienziati della Georgia Tech Trova anti-fungine Composti di alghe

Published on February 22, 2011 at 4:28 AM

Un gruppo di composti chimici utilizzati da una specie di alghe tropicali per scongiurare attacchi di funghi possono avere promettenti caratteristiche anti-malaria per l'uomo.

I composti sono parte di un unico sistema chimico di segnalazione che utilizzano alghe marine per combattere i nemici - e che possono fornire un gran numero di potenziali nuovi composti farmaceutici.

Julia Kubanek con campioni di alghe.

Utilizzando un nuovo processo di analisi, i ricercatori del Georgia Institute of Technology ha scoperto che le molecole complesse antimicotico non sono distribuiti uniformemente le superfici alghe, ma invece sembrano essere concentrate in luoghi specifici - possibilmente dove un infortunio aumenta il rischio di infezioni fungine.

Uno scienziato Georgia Tech riportati sulla classe di composti, noti come bromophycolides, in occasione della riunione annuale dell'Associazione Americana per l'Avanzamento della Scienza (AAAS), 21 FEBBRAIO 2011 a Washington, DC La ricerca, sostenuto dal National Institutes of Health , fa parte di un studio a lungo termine di segnalazione chimica tra gli organismi che fanno parte delle comunità barriera corallina.

"Il linguaggio della chimica nel mondo naturale è in giro da miliardi di anni, ed è fondamentale per la sopravvivenza di queste specie", ha detto Julia Kubanek, professore associato in Georgia Tech School di Biologia e Scuola di Chimica e Biochimica. "Siamo in grado di cooptare questi processi chimici al servizio della collettività, sotto forma di nuovi trattamenti per le malattie che ci riguardano."

Più di un milione di persone muoiono ogni anno per malaria, che è causata dal parassita Plasmodium falciparum. Il parassita ha sviluppato resistenza a molti farmaci antimalarici e ha cominciato a mostrare resistenza a artemisinina - oggi più importante farmaco antimalarico. La posta in gioco è alta, perché metà della popolazione mondiale è a rischio per la malattia.

"Queste molecole sono promettenti guida per il trattamento della malaria, e funzionano attraverso un meccanismo interessante che stiamo studiando", ha spiegato Kubanek. "Ci sono solo un paio di farmaci sinistra che sono efficaci contro la malaria in tutte le aree del mondo, quindi siamo fiduciosi che queste molecole continuerà a mostrare promessa come svilupparle ulteriormente come porta farmaceutica."

In studi di laboratorio guidato da Stout Georgia Tech studente Paige dal laboratorio Kubanek - e in collaborazione con gli scienziati della California - la molecola di piombo ha dimostrato promettente attività contro la malaria, e il prossimo passo sarà quello di testare in un modello murino della malattia. Come per altri composti potenziale farmaco, tuttavia, la probabilità che questa molecola avrà solo la chimica giusta per essere utile negli esseri umani è relativamente piccolo.

Altri ricercatori della Georgia Tech hanno iniziato la ricerca sulla sintesi del composto in laboratorio. Oltre a produrre quantità sufficienti per i test, sintesi di laboratorio possono essere in grado di modificare il composto per migliorare la propria attività - o per ovviare agli eventuali effetti collaterali. In definitiva, lievito o un altro microrganismo può essere in grado di essere modificati geneticamente per crescere grandi quantità di bromophycolide.

I ricercatori hanno scoperto l'anti-fungine composti associati con luce di colore macchie sulla superficie delle alghe dentato Callophycus utilizzando una nuova tecnica di analisi nota come la spettrometria di massa a ionizzazione electrospray desorbimento (DESI-MS). La tecnica è stata sviluppata nel laboratorio di Facundo Fernandez, professore associato in Georgia Tech School di Chimica e Biochimica. DESI-MS ha permesso ai ricercatori per la prima volta di studiare l'attività chimica unica che si svolgono sulle superfici delle alghe.

Come parte del progetto, gli scienziati della Georgia Tech hanno catalogazione e analisi di composti naturali da più di 800 specie presenti nelle acque circostanti le isole Figi. Essi erano interessati a Callophycus dentato perché mi sembrava particolarmente abili a combattere le infezioni microbiche.

Utilizzando la DESI-MS tecnica, i ricercatori Leonard Nyadong e Asiri Galhena analizzato campioni di alghe e trovato gruppi di potenti anti-fungine composti. Nei test di laboratorio, lo studente laureato Amy Lane, ha scoperto che questi composti bromophycolide efficacemente inibito la crescita di Lindra thalassiae, un fungo marino comune.

"L'alga è marshalling le sue difese e la visualizzazione in un modo che blocca i punti di ingresso per i microbi che possono invadere e provocare la malattia", ha detto Kubanek. "Le alghe non hanno risposte immunitarie come gli umani. Ma invece, hanno alcuni composti chimici nei loro tessuti per proteggerli."

Anche se tutte le alghe hanno studiato proveniva da una singola specie, i ricercatori sono stati sorpresi di trovare due gruppi distinti di antifungini chimici. Da un alga sub-popolazione, soprannominato il tipo "cespuglio" per il suo aspetto, 23 diversi composti anti-fungine sono state identificate. In un secondo gruppo di alghe, i ricercatori hanno scoperto 10 differenti composti anti-fungine - tutti diversi da quelli visti nel primo gruppo.

Nel DESI-MS, un flusso di carica polare solvente è diretta alla superficie di un campione oggetto di studio a pressione ambiente e temperatura. Lo spray desorbs molecole, che sono poi ionizzati e consegnati allo spettrometro di massa per l'analisi.

"Il nostro team di collaborazione di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Biomedica e la Facolta 'di Scienze ha lavorato all'interno del neo-costituito Centro di Spettrometria di Massa Bioimmagini presso il Georgia Tech di comprendere meglio i meccanismi di difesa chimica in organismi marini", ha detto Fernandez. "Questo è un esempio di trasversali di ricerca interdisciplinare che caratterizza il nostro istituto."

Kubanek spera che altri composti utili emergeranno dallo studio di composti di segnalazione nella comunità barriera corallina.

"Nel mondo naturale, abbiamo alga che sta facendo queste molecole e abbiamo funghi che stanno cercando di colonizzare, infettare e magari utilizzare le alghe come substrato per la propria crescita", ha detto Kubanek. "Le alghe utilizza queste molecole per cercare di prevenire il fungo dal fare questo, per cui vi è un'interazione tra le alghe ei funghi. Molecole che funzionano come le parole in una lingua, la comunicazione tra l'alga e il fungo".

Fonte: http://www.gatech.edu/

Last Update: 9. October 2011 14:41

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