Wetenschap
Klompjes van een anderszins niet-giftig molecuul remmen DNA-splitsende enzymen, ontdekken onderzoekers
Een geheel nieuwe benadering voor het remmen van DNA-splitsende enzymen werkt door de aggregatie van een anderszins niet-toxisch molecuul. Deze ontdekking van de Universiteit van Kobe kan leiden tot een broodnodige methode om de groei van Streptococcus tegen te gaan.
Enzymen zijn de hulpmiddelen van het lichaam om bijna alle reacties te laten plaatsvinden. Maar hetzelfde geldt voor bacteriën zoals Streptococcus, die het toxische shocksyndroom veroorzaakt, een snel voortschrijdende en dodelijke aandoening. Wanneer de witte bloedcellen van het lichaam de bacteriën proberen te vangen door netten uit hun eigen DNA te werpen, gebruikt Streptococcus een DNA-splitsend enzym om door het net te snijden.
Het blokkeren van dit enzym is een belangrijk doelwit geweest voor de ontwikkeling van medicijnen voor de strijd tegen de ziekte, maar er is niets gevonden dat specifiek is voor het DNA-splitsende enzym en dat het lichaam niet op andere manieren schaadt.
Biochemisch ingenieur Maruyama Tatsuo van de Universiteit van Kobe denkt dat hij en zijn team misschien een aanpak hebben gevonden.
Terwijl ze onderzoek deden naar een medicijn genaamd "Mn007", merkten ze dat het het vermogen had om een DNA-splitsend enzym van runderen te remmen dat functioneel zeer vergelijkbaar is met het enzym dat door Streptococcus wordt gebruikt. Maruyama legt uit:‘Het was toeval, maar we ontdekten dat alleen aggregaten (klontjes) van Mn007 het enzym remmen. Dit is een compleet nieuw mechanisme voor remming en daarom besloten we te onderzoeken of dit een veelbelovende kandidaat zou kunnen zijn voor de behandeling van streptokokken. infecties."
Hun resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift JACS Au , zijn veelbelovend en nieuwsgierig. Ze bevestigden eerst dat het eigenlijk alleen aggregaten zijn die het enzym remmen, dat de werking specifiek is voor dit specifieke DNA-splitsende enzym en dat het niet wordt gemedieerd door interactie met het DNA of andere stoffen.
Vervolgens zorgde het team van Kobe University ervoor dat Mn007 ook het bacteriële enzym kon remmen. En ten slotte probeerden ze of dit in principe ook toegepast kon worden op Streptococcus-infecties.
Omdat ze uit eerdere onderzoeken wisten dat Mn007 niet giftig is voor de lichaamscellen, kweekten ze de bacterie in menselijk bloed dat witte bloedcellen bevatte en voegden Mn007 aan sommige monsters toe. En inderdaad, als het medicijn aanwezig was, vertoonden de bacteriën aanzienlijk minder groei dan zonder dit medicijn, wat erop wijst dat aggregaten van Mn007 de witte bloedcellen hielpen de groei van de bacterie te beheersen.
Deze laboratoriumstudies openen een spannende deur naar verder onderzoek. Ten eerste weet niemand nog wat dit mechanisme achter de specifieke remming door de aggregaten is, ook al hebben ze een compleet nieuw mechanisme ontdekt om de activiteit van het DNA-splitsende enzym te remmen, ook wel een ‘DNase’ genoemd.
Maruyama zegt:"Momenteel probeert de onderzoeksgroep te begrijpen hoe Mn007-aggregaten interageren met het DNase en de enzymatische activiteit ervan remmen door het gedrag van het molecuul te simuleren."
Maar er doemt een grotere vraag op aan de horizon:of het medicijn daadwerkelijk kan worden toegepast als een effectieve behandeling. De onderzoekers schrijven:"Mn007 zou het eerste geval zijn van een DNase-remmer die voor therapeutisch gebruik wordt toegepast. Omdat Streptococcus pyogenes-infecties snel verergeren (binnen een paar dagen), zou zelfs tijdelijke onderdrukking van de bacteriegroei de patiëntresultaten aanzienlijk verbeteren."
Ze sluiten af met de woorden:"Wij geloven dat moleculaire aggregatie een rationele aanpak zal bieden voor de ontdekking en ontwikkeling van nieuwe remmers voor die enzymen, wat zal leiden tot een nieuwe strategie voor de ontwikkeling van geneesmiddelen."