Как пептиды внутренних органов морского ушка могут стать следующим большим достижением в медицине

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Научные отчетыИсследователи изучают противомикробные и противораковые свойства биоактивных пептидов, полученных из внутренностей морских ушек.

Изучать: Антимикробная и антиканцерогенная активность биоактивных пептидов, полученных из органов морского ушка (Haliotis fulgens и Haliotis corrugata). Изображение предоставлено: mnimage / Shutterstock.com

Фон

Морская жизнь может стать многообещающим источником новых биологически активных молекул; однако на сегодняшний день лишь несколько исследований охарактеризовали и коммерциализировали морские биомолекулы. В 2015 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило трабектедин, биологически активный пептид, полученный из морских асцидий. эктейнацидии носовые раковины, для использования против саркомы. В 2010 году FDA одобрило использование морских губок. Эрибулина мезилат для лечения рак молочной железы.

Рыба морское ушко (Галиотис spp.) — морской моллюск, спрос на который и объем его выращивания в последние годы резко возросли во всем мире. При переработке внутренности морского ушка, составляющие 15-25% их сырой массы, выбрасываются, в результате чего ежегодно теряется несколько тонн внутренностей. Поскольку внутренности морского ушка являются богатым источником белка, они могут служить предшественником биоактивных пептидов, проявляющих нутрицевтические и фармакологические свойства.

Предыдущие исследования показали, что экстракты внутренних органов моллюсков эффективно ингибируют кишечная палочка К1, Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter baumanii. рост. Кроме того, на мышиной модели рака молочной железы введение внутренних органов морского ушка подавляло прогрессирование опухоли.

Об исследовании

В текущем исследовании исследователи изучают противомикробную активность висцеральных экстрактов видов морских ушек, в том числе Галиотис сияющий и Х. гофрированная, против 11 условно-патогенных бактериальных патогенов Энтеробактерии семейство и четыре распространенных вида грибов. Противораковая активность этих висцеральных экстрактов также оценивалась на клеточной линии аденокарциномы предстательной железы IV степени PC-3, одного из наиболее часто встречающихся видов рака у мужчин.

Исследователи использовали три партии внутренностей морского ушка, весом 150 граммов (г) каждая, для извлечения биоактивных пептидов. Процесс экстракции пептидов включал различные концентрации фермента вобэнзима, центрифугирование и условия инкубации.

В частности, исследователи увеличили количество вобэнзима, используемого для висцерального гидролиза, с двух до 15 г, чтобы усилить гидролиз белка. Важно отметить, что этот процесс не повлиял на структуру полос белков при анализе электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE).

Спектрофотометр SmartSpec 3000 использовали для количественного определения белков в гидролизованных экстрактах внутренних органов и их хроматографических фракциях. Кроме того, фракционирование белка проводили на гидролизованных образцах посредством гель-фильтрации. В результате этого процесса были получены белки с высокой, средней и низкой молекулярной массой (ММ) в диапазоне размеров 116,25–200 килодальтон (кДа), 66,25–116,25 кДа и 31–66,25 кДа соответственно.

Впоследствии была определена антимикробная и цитотоксическая активность всех выделенных белков.

Антимикробный потенциал внутренностей морского ушка

Среднемолекулярные белковые фракции Х. гофрированная были активны против Протей замечательный и Pseudomonas aeuroginosa. Для сравнения, фракции белка между 6,5-21,5 кДа и 97,4-116,25 кДа были активны против Бацилла субтилис и Аспергилл нигерсоответственно.

Х. блестящий пептидные фракции размером от 31 до 200 кДа были эффективны против шести бактериальных штаммов. Х. блестящий пептидные фракции размером 21,5-116,25 кДа проявляли активность против грибов, А. Нигер, Альтернативы альтернариии Аспергилл желтый.

Пептиды, полученные из внутренних органов морского ушка, обладают низким ингибирующим потенциалом в отношении бактерий. Это может быть связано с наличием крупных белков в хроматографических фракциях и их ограниченным взаимодействием с бактериальными мембранами. Таким образом, необходима дополнительная работа для выявления биоактивных пептидов с более высокой антибактериальной активностью и понимания механизма их действия.

Биоактивные пептиды, полученные из Х. блестящий и Х. гофрированнаяособенно хроматографические фракции 33-41 проявляли цитотоксическую активность против клеток PC-3 при использовании двух разных концентраций.

Противораковые свойства

Цитотоксические эффекты фракций 33-41 морского ушка оценивали на клетках рака простаты PC-3. Когда для лечения PC-3 использовались фракции в концентрации 200 мкг/мл, наблюдались высокие показатели выживаемости клеток, за исключением лечения фракцией 37. Более конкретно, обработка фракцией 37 приводила к 80% выживаемости клеток как при 200, так и при 400 мкг/мл. мл.

В дополнение к этой значительной цитотоксической активности в клетках, обработанных PC-3, также наблюдалось снижение экспрессии матриксной металлопротеиназы 2 (MMP-2) и MMP-9. Экспрессия ММП, которые включают коллаген, ферменты и белки, которые разрушают внеклеточный матрикс (ECM) и ингибируют метастазирование опухолевых клеток, часто связана с плохим прогнозом у онкологических больных.

Выводы

Биоактивные пептиды, полученные гидролизом внутренностей морского ушка, проявили заметную биологическую активность в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также некоторых штаммов грибов. Некоторые из этих пептидов также регулируют экспрессию MMP-2 и MMP-9, что может отражать потенциальные противораковые свойства этих биологических молекул.

Будущие исследования необходимы для характеристики точных аминокислотных последовательностей в этих пептидах, которые могут отвечать за их противораковую и противомикробную активность.