Os cientistas da Georgia Tech Encontrar Anti-fungos compostos em algas marinhas

Published on February 22, 2011 at 4:28 AM

Um grupo de compostos químicos utilizados por uma espécie de alga tropical para repelir os ataques do fungo pode ter promissoras propriedades anti-malária para humanos.

Os compostos são parte de um sistema de sinalização química única que usa algas para combater inimigos - e que podem fornecer uma riqueza de potencial de novos compostos farmacêuticos.

Julia Kubanek com amostras de algas.

Usando um novo processo de análise, os pesquisadores do Georgia Institute of Technology descobriram que as moléculas complexas antifúngicos não são distribuídas uniformemente entre as superfícies de algas, mas em vez parecem estar concentrados em locais específicos - possivelmente onde uma lesão aumenta o risco de infecção fúngica.

A Geórgia cientista Tecnologia informou sobre a classe de compostos, conhecidos como bromophycolides, na reunião anual da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS) 21 de fevereiro de 2011 em Washington, DC A pesquisa, patrocinada pelos Institutos Nacionais de Saúde , faz parte de um estudo de longo prazo da sinalização química entre os organismos que fazem parte de comunidades de recife de coral.

"A linguagem da química no mundo natural tem sido em torno de bilhões de anos, e é crucial para a sobrevivência dessas espécies", disse Julia Kubanek, um professor adjunto na Faculdade de Tecnologia da Geórgia da Biologia e da Escola de Química e Bioquímica. "Nós podemos cooptar esses processos químicos para o benefício humano na forma de novos tratamentos para doenças que nos afetam."

Mais de um milhão de pessoas morrem a cada ano de malária, que é causada pelo parasita Plasmodium falciparum. O parasita desenvolveu resistência a muitos medicamentos contra a malária e começou a mostrar resistência à artemisinina - hoje o mais importante de drogas anti-malária. As apostas são altas, porque metade da população mundial está em risco para a doença.

"Essas moléculas são promissoras leva para o tratamento da malária, e operam através de um mecanismo interessante que estamos estudando", explicou Kubanek. "Há apenas um par de drogas deixou que são eficazes contra a malária em todas as áreas do mundo, por isso estamos esperançosos de que essas moléculas continuará a mostrar a promessa que nós desenvolvê-los como leva farmacêutica."

Em estudos de laboratório liderado por Georgia Tech Stout Paige estudante de laboratório Kubanek - e em colaboração com cientistas da Califórnia - a molécula de chumbo demonstrou atividade promissora contra a malária, eo próximo passo será testá-lo em um modelo do rato da doença. Tal como acontece com outros compostos de drogas em potencial, no entanto, a probabilidade de que esta molécula terá apenas de química o direito de ser útil em seres humanos é relativamente pequeno.

Outros pesquisadores da Georgia Tech começaram a pesquisa sobre a síntese do composto em laboratório. Além de produzir quantidades suficientes para testes, a síntese de laboratório pode ser capaz de modificar o composto para melhorar a sua actividade - ou para atenuar os eventuais efeitos colaterais. Em última análise, fermento ou outro microorganismo pode ser capaz de ser modificado geneticamente para crescer grandes quantidades de bromophycolide.

Os pesquisadores concluíram que os compostos anti-fúngicos associados de cor clara, manchas na superfície das algas serratus Callophycus usando uma nova técnica de análise conhecido como dessorção de espectrometria de massa de ionização electrospray (DESI-MS). A técnica foi desenvolvida no laboratório de Facundo Fernandez, um professor adjunto na Faculdade de Tecnologia da Geórgia de Química e Bioquímica. DESI-MS permitiu aos pesquisadores, pela primeira vez para estudar a atividade química única que ocorrem nas superfícies das algas.

Como parte do projeto, os cientistas da Georgia Tech foram catalogação e análise de compostos naturais a partir de mais de 800 espécies encontradas nas águas circundantes às ilhas Fiji. Eles estavam interessados ​​em serratus Callophycus porque parecia particularmente adepto de lutar contra infecções microbianas.

Usando a técnica DESI-MS, pesquisadores e Leonard Nyadong Asiri Galhena analisaram amostras das algas e encontraram grupos de potentes compostos anti-fúngicos. Em testes de laboratório, o estudante Amy Lane descobriu que esses compostos bromophycolide efetivamente inibiu o crescimento de Lindra thalassiae, um fungo marinho comum.

"A alga é mobilizar suas defesas e exibi-las de uma forma que bloqueia os pontos de entrada para micróbios que podem invadir e causar a doença", disse Kubanek. "As algas não possuem respostas imunes como os humanos. Mas em vez disso, eles têm alguns compostos químicos em seus tecidos para protegê-los."

Apesar de todas as algas que eles estudaram foi de uma única espécie, os pesquisadores ficaram surpresos ao encontrar dois grupos distintos de anti-fúngicos produtos químicos. De uma sub-população de algas, apelidado de tipo "espessa" pela sua aparência, 23 diferentes compostos anti-fúngicos foram identificados. Em um segundo grupo de algas, os pesquisadores encontraram 10 diferentes compostos anti-fúngicos - tudo diferente do que foi visto no primeiro grupo.

Na técnica DESI-MS, um fluxo carregado de solvente polar está direcionado para a superfície de uma amostra em estudo à pressão atmosférica e temperatura. O spray é dessorvido moléculas, que são então ionizado e entregue ao espectrômetro de massa para análise.

"Nossa equipe de colaboração de pesquisadores do Departamento de Engenharia Biomédica e da Faculdade de Ciências tem trabalhado dentro do centro de massa BioImaging recém-formado Espectrometria na Georgia Tech, para melhor compreender os mecanismos de defesas químicas em organismos marinhos", disse Fernandez. "Este é um exemplo de transversais de investigação interdisciplinar que caracteriza o nosso instituto."

Kubanek está esperançoso de que outros compostos úteis surgirão a partir do estudo de sinalização compostos na comunidade do recife coral.

"No mundo natural, temos de algas que está fazendo estas moléculas e temos os fungos que estão tentando colonizar, infectar e talvez o uso da alga como substrato para seu próprio crescimento", disse Kubanek. "A alga usa essas moléculas para tentar evitar que o fungo de fazer isso, para que haja uma interação entre as algas e os fungos. Estes função de moléculas como as palavras de uma língua, a comunicação entre as algas e os fungos."

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

Last Update: 3. October 2011 03:39

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