科学家发现战胜致命真菌的新方法

2023年08月03日 14:41 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

理化学研究所可持续研究科学中心(CSRS)和多伦多大学的科学家们发现了一种攻击真菌感染的新方法。这种方法针对的是真菌产生脂肪酸(脂肪的主要成分)的能力。由于对传统抗真菌药物的抗药性不断增加,这种创新策略因其独特的机制和对各种真菌的广泛影响而显得尤为珍贵。研究结果发表在科学杂志《细胞化学生物学》上。

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我们大多数人都熟悉脚气,这是一种相对无害的健康问题,去药店买点药就能解决。但其他真菌感染更为严重,念珠菌、隐球菌和曲霉菌每年造成数百万人死亡。与细菌对抗生素的耐药性一样,真菌对药物的耐药性也在全球范围内不断增长,除非现在就采取措施,否则在不久的将来,死亡人数很可能会上升。

目前,只有三大类抗真菌药物,它们都通过破坏真菌细胞周围的屏障发挥作用。矛盾的是,尽管它们都能破坏屏障,但目前的治疗方法实际上非常特殊,也就是说,杀死一种真菌的方法可能无法杀死另一种真菌。

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一种真菌(C. neoformans)在三种条件下生长:未处理、使用亚致死剂量的脂肪酸合成酶抑制剂 NPD6433 处理和使用氟康唑处理。经 NPD6433 处理后,真菌的数量和毒力均有所降低。资料来源:理化学研究所

这组研究人员希望找到另一种对抗有害真菌的方法,一种可以对抗多种真菌的方法。他们的方法是首先筛选结构多样的理化学研究所天然产物库(NPDepo),以对抗四种致病性酵母菌--三种念珠菌和一种隐球菌--这些酵母菌已被世界卫生组织确定为重要的人类病原体。他们一直在寻找一种能对所有四种酵母菌都产生影响的物质,这表明它可能对多种真菌有效。

经过筛选,研究人员发现了几种化合物,它们能使这四种真菌中每种真菌的生长速度至少降低 50%。在这三种化合物中,对人体细胞毒性最小的一种也能减少烟曲霉的生长,烟曲霉是一种极为常见的真菌,对免疫力低下的人来说是致命的。理化学研究所 NPDepo 将这种化合物命名为 NPD6433。下一步是找出它的作用。

针对近 1000 个不同的基因,研究人员研究了当酵母缺少一个基因拷贝时,NPD6433 对酵母生长的抑制程度。他们发现,只有一个基因(脂肪酸合成酶)的减少会使酵母更容易受到 NPD6433 的影响。这一结果意味着,NPD6433 很可能是通过抑制脂肪酸合成酶发挥作用,从而阻止脂肪酸在真菌细胞内生成。进一步的实验表明,NPD6433 和另一种脂肪酸合成酶抑制剂 Cerulenin 能够杀死培养物中的多种酵母菌。

最后一项实验测试了 NPD6433 在实验室活体模型生物--秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)--中的治疗效果,秀丽隐杆线虫感染了一种致病性酵母菌,这种酵母菌通过肠道侵入人体后可引起全身感染。之所以选择秀丽隐杆线虫,是因为它的肠道和我们的一样。试验结果表明,用 NPD6433 治疗受感染的蠕虫后,死亡率降低了约 50%。重要的是,对感染了对标准抗真菌药物有抗药性的酵母菌的蠕虫来说,情况也是如此。

"耐药性真菌是一个日益严重的问题,而开发新药的线索为对付这些不断演变的病原体带来了希望,"该研究的主要作者 Yoko Yashiroda 说。"我们的研究表明,以脂肪酸合成为靶点是治疗真菌感染的一种很有前景的替代疗法,而且可能不需要为个别物种量身定制解决方案。"

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