Analizar técnicas de Masas Chemicals superficies algas defensivo de posibles fármacos

Mayo 5, 2016 Admin Salud 0 7
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La comprensión de esta química de la superficie podría un día permitir a los científicos piden prestado y adaptar algunos de estos compuestos químicos para su uso en defensa contra el cáncer, el VIH, la malaria, las bacterias resistentes a los fármacos y otras enfermedades de los seres humanos . En un artículo que será publicado en línea en las Actas de revista de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia describen un sistema de defensa química sofisticada que utiliza 28 compuestos diferentes para proteger una especie de algas contra un solo hongo.

"Las plantas y los animales en la utilización química salvaje como una manera de luchar entre sí", dijo Julia Kubanek, profesor en la Escuela de Biología en Georgia Tech. "Con esta nueva tecnología, los científicos pueden escuchar en esta lucha para aprender tal vez lo que está pasando y robar algunas de las estrategias para aplicaciones biomédicas humanos."




Como parte de un proyecto a largo plazo promovida por las instituciones de la salud natural, los científicos de Georgia Tech han sido catalogación y análisis de compuestos naturales de más de 800 especies que se encuentran en las aguas que rodean las islas de Fiji. Ellos estaban especialmente interesados ​​en Callophycus dentada, una especie abundante de algas rojas que parecen particularmente exitoso - y adepto a las infecciones microbianas de combate.

Utilizando la técnica de DESI-MS, los investigadores analizaron muestras recientemente recogieron las algas y encontraron grupos de compuestos antifúngicos potentes en parches de superficie microscópicas de luz que cubre lo que puede ser heridas en la superficie de las algas. En pruebas de laboratorio, estos compuestos y ácidos bromophycolide callophycoic inhibe eficazmente el crecimiento de Lindra thalassiae, un hongo marino común.

"Es posible que el alga se Marshalling sus defensas y mostrarlos de una manera que bloquea los puntos de entrada de los microbios que pueden invadir y causar la enfermedad", dijo Kubanek. "Las algas tienen células B, células T y las respuestas inmunes, como lo hacen los humanos. Pero en vez tienen algunos compuestos químicos en sus tejidos para protegerlos."

Aunque todas las algas estudiadas fue de una sola especie, los investigadores se sorprendieron al encontrar dos grupos distintos de anti-hongos química. A partir de un alga subpoblación, apodado el tipo "de espesor" por su apariencia, se identificaron 18 compuestos antifúngicos diferentes. En un segundo grupo de algas, los investigadores encontraron 10 compuestos antifúngicos diferentes - todos diferentes de las observadas en el primer grupo.

"Esta especie está produciendo algunos compuestos químicos únicos que otras algas no producen, y está produciendo un gran número de compuestos, cada uno de los cuales tiene un papel que desempeñar en la defensa general contra el hongo," Kubanek señaló. "Creemos que los compuestos trabajan juntos en un aditivo."

Aunque químicamente diferentes, los compuestos son estructuralmente similares y parecen ser el resultado de una vía metabólica similar en algas. Debido a que un tipo de organismo simple produciría 28 compuestos antifúngicos diferentes sigue siendo un misterio, aunque se cree que los productos químicos Kubanek también puede tener otros usos que todavía no se entienden.

Los compuestos se ensayaron para la actividad potencial contra las bacterias resistentes a los medicamentos, el cáncer, el VIH, la malaria y otras amenazas para la salud humana. Hasta ahora, las pruebas preliminares sugieren que tienen anti-malaria.

La técnica DESI-MS permitió a los investigadores para la primera tiempo para analizar la actividad de la sustancia química presente en la superficie de las algas. Las técnicas anteriores permitieron la identificación de los productos químicos en los tejidos del cuerpo, pero para poder confirmar su posición en la superficie - la primera línea de defensa contra la infección - confirma el papel que desempeñan como químicos defensivos.

En DESI-MS, una corriente de carga de disolvente polar se dirige a la superficie de una muestra de ensayo a temperatura ambiente y presión. El spray desorbe moléculas, que luego son ionizados y entregados al espectrómetro de masas para el análisis.

"Esta técnica nos permite examinar los cuerpos intactos, y vemos cómo se distribuyen los compuestos químicos", explicó Kubanek. "Para nuestra investigación con algas, esto es importante porque nos gustaría entender cómo un organismo distribuye estos compuestos para protegerse de los enemigos."

Además Kubanek, otros investigadores que contribuyen al estudio incluyeron Leonard Nyadong, Asiri Galhena, Tonya Shearer, E. Paige Stout, R. Mitchell Parry, Mark Kwasnik, mayo Wang, Mark Hay, y Facundo Fernández - todo desde Georgia Tech - y Amy Lane, ahora en el Instituto Scripps de Oceanografía. Más allá de los Institutos Nacionales de Salud de apoyo, la investigación también fue patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia.

Para el futuro, Kubanek y un estudiante de posgrado están trabajando para cambiar la más prometedora de compuestos antimaláricos, la sustitución de algunos átomos de oxígeno a los átomos de nitrógeno y bromo a cloro y flúor. La esperanza es crear un compuesto más potente contra el organismo de la malaria con menor toxicidad para los seres humanos.

"Estamos haciendo reacción química utilizando estos 28 compuestos como punto de partida", explicó. "Aprender sobre cómo otras especies evitan enfermedades pueden darnos algo que podemos usar para prevenir o tratar nuestras enfermedades."

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