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I ricercatori scoprono l'alga marina dal fiordo di Kiel come rimedio potenziale contro le infezioni, cancro di interfaccia

Guarendo con l'aiuto degli organismi marini non è utopia. Già 12 farmaci salvavita, per esempio contro cancro, sono stati sviluppati dagli organismi marini e dal loro microbiota simbiotico. Il loro alto potenziale per lo sviluppo della droga è ostacolato tramite il lungo e trattamento di scoperta costoso. Il gruppo di ricerca dell'unità di ricerca marina di chimica del prodotto naturale al centro di GEOMAR Helmholtz per la ricerca Kiel dell'oceano, di supporto tramite gli approcci automatizzati assistiti dall'elaboratore, ora ha scoperto con successo le molecole marine come i rimedi potenziali contro le infezioni e cancro di interfaccia in un'alga ed il suo symbiont fungoso che proviene dal fiordo di Kiel.

Il procedimento di ricerca per gli inizio marini dei principi attivi con l'estrazione della macro marina e dei microrganismi, seguita dalla depurazione e dalla caratterizzazione dei loro componenti chimici novelli e bioactive, che sono intesi per essere usati per lo sviluppo di nuova terapeutica.

Uno di più grandi trabocchetti nella ricerca della droga è l'isolamento delle molecole naturali già descritte, facendo uso del trattamento bioattività-guida “classico„ di isolamento. Questo approccio è ad errori complicati e spesso inclini.„

Prof. il Dott. Deniz Tasdemir, testa di chimica marina del prodotto naturale dell'unità di ricerca a GEOMAR e GEOMAR concentra per biotecnologia marina

Nel suo gruppo di ricerca, ha affrontato questo problema con gli approcci automatizzati e computerizzati congiuntamente alle selezioni di bioattività. In uno studio di un anno, è stato trovato che il vesiculosus del Fucus dell'alga bruna (fuco della vescica) dal fiordo di Kiel, inibisce lo staphylococcus aureus Meticillina-resistente del batterio patogeno (MRSA), che causa le infezioni dell'ospedale.

“a strumenti basati a algoritmo di strategie e di apprendimento automatico di bioinformatica ci hanno permesso di mappare il metabolome massiccio dell'alga bruna ed allo stesso tempo predire i cluster molecolari responsabili della loro attività antibiotica„, ha detto il Dott. Larissa Büdenbender, un ex collega postdottorale nel gruppo di prof. Tasdemir e un primo autore di uno dei due articoli ora pubblicati nelle droghe del marinaio del giornale. Gli algoritmi hanno applicato insieme in questo gruppo di studio le famiglie molecolari nelle reti complesse basate sui loro punteggi chimici di similarità nelle analisi di spettrometria di massa ed insieme in silico agli strumenti di apprendimento automatico, ci aiutano chimicamente ad identificare i composti conosciuti e nuovi già nell'estratto. Dopo che il primo punto chimico rapido di frazionamento dell'estratto, un programma bioinformatic è usato per predire il punteggio di bioattività delle molecole secondo la loro abbondanza relativa nelle frazioni. Questi composti bioactive sono isolati. “L'approccio classico di scoperta dall'estrazione alla caratterizzazione degli ingredienti bioactive dell'alga richiederebbe normalmente 3-4 anni. Questi strumenti automatizzati ci hanno aiutati ad accelerare la scoperta mirata a di nuovi antibiotici naturali giù a determinati mesi„, sottolinea prof. Tasdemir.

“In natura, fuco della vescica è spesso sotto forte pressione dall'insudiciamento e la formazione del biofilm da milioni di microrganismi ha trovato in acqua di mare. Di conseguenza, a composti diretti a membrana, poichè abbiamo identificato in questo studio, sono di alta importanza ecologica per autoprotezione dell'alga. Tali molecole, che eseguono una funzione critica nello spazio naturale, visualizzazione hanno collegato spesso le attività contro gli agenti patogeni umani. Poiché il fuco della vescica è un'alga commestibile, tali attività le rendono un candidato attraente non solo come sorgente delle droghe, ma anche per gli integratori alimentari o la protezione dell'alimento„, dice prof. Tasdemir. Dopo, studieremo il potenziale dell'applicazione del fuco della vescica nell'industria alimentare.

Molti funghi egualmente vivono nella simbiosi sulle superfici e sull'interno di alga. Questi egualmente stanno promettendo le sorgenti per la scoperta e lo sviluppo di nuove droghe. Il ventilatore di Bicheng, uno studente di PhD del professor Tasdemir, ha isolato più di 120 funghi simbiotici dal fuco della vescica ed ha studiato gli sp. di Pyrenochaetopsis del fungo dettagliatamente, poichè uccide efficientemente le cellule tumorali melanoma tipe dell'interfaccia con citotossicità bassa ed ha un inventario chimico molto ricco. Bicheng egualmente ha usato gli approcci automatizzati assistiti dall'elaboratore alle molecole speciali dell'isolato con un'impalcatura chimica rara. Lo studio egualmente recentemente è stato pubblicato in droghe marine.

Secondo prof. Tasdemir, questo è soltanto il secondo studio chimico sul genere fungoso precedentemente completamente inesplorato Pyrenochaetopsis. “I funghi, che abbiamo isolato dal fuco della vescica ed abbiamo fermentato negli stati ottimizzati del laboratorio, sono una sorgente stabilita degli agenti anticancro naturali. Abbiamo trovato parecchi prodotti naturali novelli qui, che abbiamo nominato come pyrenosetins A e B, che ha un alto potenziale per il cancro di interfaccia combattente„, il chimico continuiamo.

“La natura è la sorgente di più della metà di tutte le medicine moderne che usiamo oggi. Access agli strumenti rivoluzionari di genomica, di metabolomics, di bioinformatica e di apprendimento automatico permetterà a, in un modo senza precedenti, nuova e scoperta rapida dei composti del marinaio e l'uso più razionale e più efficiente per lo sviluppo successivo della droga con i partner industriali„,„ il professor Tasdemir conclude.

Source:
Journal reference:

Buedenbender, L., et al. (2020) Bioactive Molecular Networking for Mapping the Antimicrobial Constituents of the Baltic Brown Alga Fucus vesiculosus. Marine Drugs. doi.org/10.3390/md18060311.