Tutankhamonin sieni sisältää syöpää ehkäiseviä yhdisteitä, tutkimus sanoo

Marraskuussa 1922 arkeologi Howard Carter kurkisti pienen reiän läpi kuningas Tutankhamonin sinetöityyn hautaan. Kysyttäessä, näkikö hän mitään, hän vastasi: "Kyllä, ihania asioita." Vain muutama kuukausi myöhemmin hänen taloudellinen tukijansa, lordi Carnarvon, kuoli kuitenkin salaperäiseen sairauteen. Seuraavina vuosina useat muut kaivausryhmän jäsenet kohtasivat saman kohtalon, mikä ruokki "faaraon kirouksen" legendaa, joka on kiehtonut yleisön mielikuvitusta yli vuosisadan ajan.

Vuosikymmenten ajan näitä salaperäisiä kuolemia pidettiin yliluonnollisten voimien aiheuttamina. Mutta nykytiede on tunnistanut todennäköisemmän syyllisen: myrkyllisen Aspergillus flavus -sienen. Ja nyt yllättävässä käänteessä tästä samasta tappavasta organismista on tulossa tehokas ase syövän vastaisessa taistelussa.

Aspergillus flavus on yleinen homesieni, jota esiintyy maaperässä, mädäntyvissä kasveissa ja varastoiduissa viljoissa. Se on tunnettu kyvystään selviytyä ankarissa ympäristöissä, kuten muinaisten hautojen suljetuissa kammioissa, joissa se voi olla lepotilassa tuhansia vuosia.

Häiriintyessään sieni vapauttaa itiöitä, jotka voivat aiheuttaa vakavia hengitystieinfektioita, erityisesti heikentyneen immuunijärjestelmän omaavilla ihmisillä. Tämä voi selittää niin kutsutun Tutankhamonin "kirouksen" ja vastaavia tapauksia, kuten useiden Kasimir IV:n haudalla Puolassa 1970-luvulla vierailleiden tiedemiesten kuoleman. Molemmissa tapauksissa myöhemmät tutkimukset paljastivat A. flavus -sienen läsnäolon, ja sen toksiinit olivat todennäköisesti vastuussa sairauksista ja kuolemista.

Tappavasta maineestaan huolimatta Aspergillus flavus on nyt yllättävän tieteellisen löydön keskipisteessä. Pennsylvanian yliopiston tutkijat ovat havainneet, että sieni tuottaa ainutlaatuisen molekyyliluokan, jolla on syöpää torjuvaa potentiaalia.

Nämä molekyylit kuuluvat ribosomien tuottamien peptidien ryhmään, jotka käyvät läpi translaation jälkeisen modifikaation (RiPP). Tuhansia tällaisia RiPP-molekyylejä on löydetty bakteereista, mutta vain muutamia sienistä. Tähän mennessä.

Näiden sieniperäisten RiPP-proteiinien löytämisprosessi ei ollut kaikkea muuta kuin suoraviivainen. Tutkimusryhmä tutki tusinaa eri Aspergillus-kantaa etsien kemiallisia piirteitä, jotka viittaisivat lupaavien molekyylien läsnäoloon. Aspergillus flavus erottui heti johtavana ehdokkaana.

Tutkijat vertasivat eri sienikannoista peräisin olevia kemikaaleja tunnettuihin RiPP-komplekseihin ja löysivät lupaavia osumia. Löydöksensä vahvistamiseksi he kytkeivät pois päältä asiaankuuluvat geenit ja varmistivat, että kohdekemikaalit katosivat, mikä osoitti löytäneensä lähteen.

Näiden kemikaalien puhdistaminen on osoittautunut suureksi haasteeksi. Juuri tämä monimutkaisuus antaa sieniperäisille RiPP-yhdisteille kuitenkin niiden huomattavan biologisen aktiivisuuden.

Tutkimusryhmä eristi lopulta neljä erilaista RiPP-molekyyliä Aspergillus flavus -sienestä. Näillä molekyyleillä oli ainutlaatuinen toisiinsa kietoutuvien renkaiden rakenne, ominaisuus, jota ei ollut koskaan aiemmin kuvattu. Tutkijat nimesivät uudet yhdisteet "asperigimysiineiksi" sen sienen mukaan, josta ne eristettiin.

Seuraava vaihe oli testata asperigimysiinejä ihmisen syöpäsoluissa. Joissakin tapauksissa ne estivät syöpäsolujen kasvun, mikä viittaa siihen, että asperigimysiinit voisivat jonain päivänä olla uusi hoito tietyntyyppisille syöville.

Tutkijat ovat myös selvittäneet, miten nämä kemikaalit pääsevät syöpäsoluihin. Tämä löytö on tärkeä, koska monilla yhdisteillä, kuten asperigimysiineillä, on lääkinnällisiä ominaisuuksia, mutta ne eivät pääse soluihin riittäviä määriä ollakseen hyödyllisiä. On havaittu, että tietyt rasvat (lipidit) voivat helpottaa tätä prosessia, mikä antaa tutkijoille uuden työkalun lääkekehitykseen.

Lisäkokeet osoittivat, että asperigimysiinit todennäköisesti häiritsevät syöpäsolujen jakautumisprosessia. Syöpäsolut jakautuvat hallitsemattomasti, ja nämä yhdisteet näyttävät estävän mikrotubulusten muodostumista, jotka ovat solujen sisällä jakautumiselle välttämättömiä tukirakenteita.

Valtava hyödyntämätön potentiaali

Häiriö on spesifinen tietyille solutyypeille, mikä voi vähentää sivuvaikutusten riskiä. Mutta asperigimysiinien löytäminen on vasta alkua. Tutkijat löysivät samanlaisia geeniryppäitä myös muista sienistä, mikä viittaa siihen, että monia muita sieniperäisiä RiPP-proteiineja odottaa löytämistään.

Lähes kaikilla tähän mennessä löydetyillä sieniperäisillä RiPP-molekyyleillä on voimakas biologinen aktiivisuus, mikä tekee tästä tieteenalasta valtavan hyödyntämättömän potentiaalin. Seuraava askel on testata asperigimysiinejä muissa järjestelmissä ja malleissa, ja toivottavasti tulevaisuudessa voidaan siirtyä kliinisiin ihmiskokeisiin. Jos nämä molekyylit onnistuvat, ne voisivat liittyä muiden sienilääkkeiden, kuten penisilliinin, joukkoon, joka on mullistanut modernin lääketieteen.

Aspergillus flavus -sienen tarina on loistava esimerkki siitä, miten luonto voi olla sekä vaaran että parantavan aineen lähde. Vuosisatojen ajan sientä pidettiin hiljaisena tappajana, joka lymyili muinaisissa haudoissa ja oli vastuussa salaperäisistä kuolemista ja "faaraon kirouksen" legendasta. Nykyään tiedemiehet muuttavat tämän pelon toivoksi käyttämällä samoja tappavia itiöitä luodakseen hengenpelastavia lääkkeitä.

Tämä muutos – kirouksesta parannuskeinoksi – korostaa jatkuvan tutkimuksen ja innovaatioiden merkitystä luonnon tutkimuksessa. Se on tarjonnut meille uskomattoman apteekin, joka on täynnä yhdisteitä, jotka voivat sekä vahingoittaa että parantaa. Tiedemiesten ja insinöörien tehtävänä on selvittää nämä salaisuudet käyttämällä uusinta teknologiaa uusien molekyylien tunnistamiseen, muokkaamiseen ja testaamiseen niiden kyvyn selvittämiseksi hoitaa sairauksia.

Asperigimysiinien löytö muistuttaa meitä siitä, että jopa epätodennäköisimmät lähteet – kuten haudasta löydetty myrkyllinen sieni – voivat olla avain mullistaviin uusiin hoitoihin. Tutkijoiden jatkaessa sienten piilotetun maailman tutkimista, kuka tietää, mitä muita lääketieteellisiä läpimurtoja pinnan alla odottaa?