科學家發現戰勝致命真菌的新方法
理化學研究所可持續研究科學中心(CSRS)和多倫多大學的科學家們發現了一種攻擊真菌感染的新方法。這種方法針對的是真菌產生脂肪酸(脂肪的主要成分)的能力。由於對傳統抗真菌藥物的抗藥性不斷增加,這種創新策略因其獨特的機制和對各種真菌的廣泛影響而顯得尤為珍貴。研究結果發表在科學雜誌《細胞化學生物學》上。
我們大多數人都熟悉腳氣,這是一種相對無害的健康問題,去藥店買點藥就能解決。但其他真菌感染更為嚴重,念珠菌、隱球菌和曲霉菌每年造成數百萬人死亡。與細菌對抗生素的耐藥性一樣,真菌對藥物的耐藥性也在全球範圍內不斷增長,除非現在就採取措施,否則在不久的將來,死亡人數很可能會上升。
目前,只有三大類抗真菌藥物,它們都通過破壞真菌細胞周圍的屏障發揮作用。矛盾的是,儘管它們都能破壞屏障,但目前的治療方法實際上非常特殊,也就是說,殺死一種真菌的方法可能無法殺死另一種真菌。
一種真菌(C. neoformans)在三種條件下生長:未處理、使用亞致死劑量的脂肪酸合成酶抑製劑NPD6433 處理和使用氟康唑處理。經NPD6433 處理後,真菌的數量和毒力均有所降低。資料來源:理化學研究所
這組研究人員希望找到另一種對抗有害真菌的方法,一種可以對抗多種真菌的方法。他們的方法是首先篩選結構多樣的理化學研究所天然產物庫(NPDepo),以對抗四種致病性酵母菌–三種念珠菌和一種隱球菌–這些酵母菌已被世界衛生組織確定為重要的人類病原體。他們一直在尋找一種能對所有四種酵母菌都產生影響的物質,這表明它可能對多種真菌有效。
經過篩選,研究人員發現了幾種化合物,它們能使這四種真菌中每種真菌的生長速度至少降低50%。在這三種化合物中,對人體細胞毒性最小的一種也能減少煙曲霉的生長,煙曲霉是一種極為常見的真菌,對免疫力低下的人來說是致命的。理化學研究所NPDepo 將這種化合物命名為NPD6433。下一步是找出它的作用。
針對近1000 個不同的基因,研究人員研究了當酵母缺少一個基因拷貝時,NPD6433 對酵母生長的抑製程度。他們發現,只有一個基因(脂肪酸合成酶)的減少會使酵母更容易受到NPD6433 的影響。這一結果意味著,NPD6433 很可能是通過抑制脂肪酸合成酶發揮作用,從而阻止脂肪酸在真菌細胞內生成。進一步的實驗表明,NPD6433 和另一種脂肪酸合成酶抑製劑Cerulenin 能夠殺死培養物中的多種酵母菌。
最後一項實驗測試了NPD6433 在實驗室活體模型生物–秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)–中的治療效果,秀麗隱桿線蟲感染了一種致病性酵母菌,這種酵母菌通過腸道侵入人體後可引起全身感染。之所以選擇秀麗隱桿線蟲,是因為它的腸道和我們的一樣。試驗結果表明,用NPD6433 治療受感染的蠕蟲後,死亡率降低了約50%。重要的是,對感染了對標準抗真菌藥物有抗藥性的酵母菌的蠕蟲來說,情況也是如此。
“耐藥性真菌是一個日益嚴重的問題,而開發新藥的線索為對付這些不斷演變的病原體帶來了希望,”該研究的主要作者Yoko Yashiroda 說。”我們的研究表明,以脂肪酸合成為靶點是治療真菌感染的一種很有前景的替代療法,而且可能不需要為個別物種量身定制解決方案。”