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Os pesquisadores descobrem a alga marinha do fiorde de Kiel como o remédio potencial contra infecções, cancro de pele

Curar com a ajuda dos organismos marinhos não é nenhuma utopia. Já 12 drogas do salvamento, por exemplo contra o cancro, foram desenvolvidas dos organismos marinhos e de seu microbiota simbiótico. Seu potencial alto para a revelação da droga é impedido pelo processo de descoberta longo e caro. O grupo de investigação da unidade de pesquisa marinha da química do produto natural no centro de GEOMAR Helmholtz para a pesquisa Kiel do oceano, apoiado por aproximações automatizadas assistidas por computador, agora descobriu com sucesso moléculas marinhas como remédios potenciais contra infecções e cancro de pele em uma alga e seu symbiont fungoso que origina do fiorde de Kiel.

O processo da busca para começos marinhos dos ingredientes activos com a extracção do macro marinho e dos micro-organismos, seguida pela purificação e pela caracterização de seus componentes químicos novos e bioactive, que são pretendidos ser usados para a revelação da terapêutica nova.

Uma das armadilhas as mais grandes na pesquisa da droga é o isolamento de moléculas naturais já descritas, usando o processo bioactividade-guiado “clássico” do isolamento. Esta aproximação é falhas complicadas e frequentemente inclinadas.”

O prof. Dr. Deniz Tasdemir, cabeça da química marinha do produto natural de unidade de pesquisa em GEOMAR e GEOMAR centra-se para a biotecnologia marinha

Em seu grupo de investigação, endereçou este problema com as aproximações automatizadas, por computador em combinação com selecções da bioactividade. Em um estudo de um ano, encontrou-se que o vesiculosus do fuco da alga marrom (alga vesicular negra) do fiorde de Kiel, inibe o estafilococo Meticilina-resistente da bactéria patogénico - áureo (MRSA), que causa infecções do hospital.

“Algoritmo-baseou estratégias da bioinformática e as ferramentas da aprendizagem de máquina permitiram-nos de traçar o metabolome maciço da alga marrom e ao mesmo tempo para prever os conjuntos moleculars responsáveis para sua actividade antibiótica”, disse o Dr. Larissa Büdenbender, um companheiro pos-doctoral anterior no grupo do prof. Tasdemir e primeiro autor de um dos dois artigos publicados agora nas drogas do fuzileiro naval do jornal. Os algoritmos aplicaram neste grupo de estudo junto as famílias moleculars nas redes complexas baseadas em suas contagens químicas da similaridade em análises da espectrometria em massa, e junto com in silico ferramentas da aprendizagem de máquina, ajudam-nos a identificar quimicamente os compostos conhecidos e novos já no extracto. Depois que a primeira etapa química rápida do fraccionamento do extracto, um programa bioinformatic é usada para prever a contagem da bioactividade das moléculas de acordo com sua abundância relativa nas fracções. Estes compostos bioactive são isolados. “A aproximação clássica da descoberta da extracção à caracterização de ingredientes bioactive da alga tomaria normalmente 3-4 anos. Estas ferramentas automatizadas ajudaram-nos a acelerar para baixo a descoberta visada de antibióticos naturais novos a certos meses”, sublinham o prof. Tasdemir.

“Na natureza, alga vesicular negra está frequentemente sob a pressão forte de sujar e a formação do biofilm por milhões de micro-organismos encontrou no seawater. Conseqüentemente, os compostos do membrana-limite, porque nós identificamos neste estudo, são da importância ecológica alta para a autoprotecção da alga. Tais moléculas, que executam uma função crítica no espaço natural, frequentemente indicador relacionaram actividades contra os micróbios patogénicos humanos. Desde que a alga vesicular negra é uma alga comestível, tais actividades fazem-lhe um candidato atractivo não somente como uma fonte de drogas, mas igualmente para suplementos ao alimento ou protecção do alimento”, dizem o prof. Tasdemir. Em seguida, nós estaremos investigando o potencial da aplicação da alga vesicular negra na indústria alimentar.

Muitos fungos igualmente vivem na simbiose nas superfícies e no interior da alga. Estes igualmente estão prometendo fontes para a descoberta e a revelação de drogas novas. O ventilador de Bicheng, um aluno de doutoramento do professor Tasdemir, isolou mais de 120 fungos simbióticos da alga vesicular negra e estudou o sp de Pyrenochaetopsis do fungo. em detalhe, como mata eficientemente o melanoma-tipo células cancerosas da pele com baixa citotoxidade e tem um inventário químico muito rico. Bicheng igualmente usou aproximações automatizadas assistidas por computador para isolar moléculas especiais com um andaime químico raro. O estudo foi publicado igualmente recentemente em drogas marinhas.

De acordo com o prof. Tasdemir, este é somente o segundo estudo químico no género fungoso previamente completamente inexplorado Pyrenochaetopsis. Os “fungos, que nós isolamos da alga vesicular negra e fermentamos em condições aperfeiçoadas do laboratório, são uma fonte estabelecida de agentes anticancerosos naturais. Nós encontramos diversos produtos naturais novos aqui, que nós nomeamos como os pyrenosetins A e B, que tem um potencial alto para o cancro de pele de combate”, o químico continuamos.

A “natureza é a fonte de mais do que a metade de todas as medicinas modernas que nós usamos hoje. O acesso às ferramentas revolucionárias da genómica, do metabolomics, da bioinformática e da aprendizagem de máquina permitirá, em uma maneira inaudita, descoberta nova e rápida de compostos do fuzileiro naval, e um uso mais racional e mais eficiente para a revelação subseqüente da droga com sócios industriais”,” professor Tasdemir conclui.

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.