تحويل نفايات الأسماك إلى مقاتلي السرطان: كيف يمكن أن تكون ببتيدات أحشاء أذن البحر الشيء الكبير التالي في الطب
تحويل نفايات الأسماك إلى مقاتلي السرطان: كيف يمكن أن تكون ببتيدات أحشاء أذن البحر الشيء الكبير التالي في الطب
في دراسة حديثة نشرت في مجلة التقارير العلمية، اكتشف الباحثون الخصائص المضادة للميكروبات والسرطان للببتيدات النشطة بيولوجيا المستمدة من أحشاء أسماك أذن البحر.
يمكن أن تكون الحياة البحرية مصادر جديدة واعدة للجزيئات النشطة بيولوجيا؛ ومع ذلك، لم تحدد سوى عدد قليل من الدراسات حتى الآن الجزيئات الحيوية البحرية وتسويقها تجاريًا. في عام 2015، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على ترابكتين، وهو ببتيد نشط بيولوجيًا مشتق من بخ البحر، Ecteinascidia turbinate، لاستخدامه ضد الساركوما. في عام 2010، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على استخدام الإريبولين ميسيلات المشتق من الإسفنج البحري لعلاج سرطان الثدي.
تعتبر أسماك أذن البحر (Haliotis spp.) من الرخويات البحرية التي ارتفع الطلب عليها واستزراعها على مستوى العالم في السنوات الأخيرة. أثناء عملية المعالجة، يتم التخلص من أحشاء أذن البحر، التي تمثل 15-25% من وزنها الرطب، مما يؤدي إلى فقدان عدة أطنان من الأحشاء كل عام. نظرًا لأن أحشاء أذن البحر هي مصدر غني للبروتين، فيمكن أن تكون بمثابة مقدمة للببتيدات النشطة بيولوجيًا التي تظهر خصائص غذائية وصيدلانية.
أظهرت الأبحاث السابقة أن المستخلصات الحشوية للرخويات تمنع بشكل فعال نمو الإشريكية القولونية K1 والزائفة الزنجارية و Acinetobacter baumanii. بالإضافة إلى ذلك، في نموذج فأر مصاب بسرطان الثدي، أدى إعطاء أحشاء أذن البحر إلى قمع تطور الورم.
حول الدراسة
في الدراسة الحالية، قام الباحثون بالتحقيق في النشاط المضاد للميكروبات للمستخلصات الحشوية من أنواع أسماك أذن البحر، بما في ذلك Haliotis fulgens وH. corrugata، ضد 11 مسببًا للأمراض البكتيرية الانتهازية من عائلة Enterobacteriacea وأربعة أنواع فطرية شائعة. تم أيضًا تقييم النشاط المضاد للسرطان لهذه المستخلصات الحشوية في خط خلايا سرطان غدي البروستاتا PC-3 من الدرجة الرابعة، وهو أحد أكثر أنواع السرطان شيوعًا لدى الرجال.
استخدم الباحثون ثلاث دفعات من أحشاء أذن البحر، تزن كل منها 150 جرامًا، لاستخراج الببتيدات النشطة بيولوجيًا. تضمنت عملية استخراج الببتيد تركيزات مختلفة من إنزيم Wobenzym والطرد المركزي وظروف الحضانة.
وبشكل أكثر تحديدًا، قام الباحثون بزيادة كمية Wobenzym المستخدمة في التحلل المائي الحشوي من 2 إلى 15 جرامًا لزيادة التحلل المائي للبروتين. الأهم من ذلك، أن هذه العملية لم تؤثر على أنماط شريط نمط البروتين في التحليل الكهربائي لهلام دوديسيل كبريتات بولي أكريلاميد الصوديوم (SDS-PAGE).
تم استخدام مقياس الطيف الضوئي SmartSpec 3000 لتحديد كمية البروتينات في المستخلصات المتحللة المشتقة من الأحشاء وأجزاءها الكروماتوغرافية. علاوة على ذلك، تم إجراء تجزئة البروتين على العينات المتحللة من خلال ترشيح الهلام. أسفرت هذه العملية عن بروتينات عالية ومتوسطة ومنخفضة الوزن الجزيئي (MW) ضمن نطاق حجم 116.25-200 كيلو دالتون (كدا)، 66.25-116.25 كيلو دالتون، و31-66.25 كيلو دالتون، على التوالي.
تم بعد ذلك تحديد النشاط المضاد للميكروبات والسامة الخلوية لجميع البروتينات المعزولة.
القدرة المضادة للميكروبات لأحشاء أذن البحر
كانت أجزاء بروتين MW المتوسطة من H. corrugata نشطة ضد Proteus mirabilis وPseudomonas aeuruginosa. نسبيا، كانت أجزاء البروتين بين 6.5-21.5 كيلو دالتون و 97.4-116.25 كيلو دالتون نشطة ضد Bacillus subtilis و Aspergillus niger على التوالي.
كانت أجزاء الببتيد H. fulgens التي يتراوح حجمها بين 31-200 كيلو دالتون فعالة ضد ستة سلالات بكتيرية. أظهرت أجزاء الببتيد H. fulgens التي يتراوح حجمها بين 21.5-116.25 كيلو دالتون نشاطًا ضد الفطريات، A. niger، Alternariaternata، وAspergillus flavus.
أظهرت الببتيدات المشتقة من أذن البحر قدرة مثبطة منخفضة ضد البكتيريا. قد يكون هذا بسبب وجود بروتينات كبيرة في الأجزاء الكروماتوغرافية وتفاعلها المحدود مع الأغشية البكتيرية. وبالتالي، هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتحديد الببتيدات النشطة بيولوجيًا ذات النشاط المضاد للبكتيريا العالي وفهم طريقة عملها.
أظهرت الببتيدات النشطة بيولوجيًا المستمدة من H. fulgens وH. corrugata، وخاصة الكسور الكروماتوغرافية 33-41، نشاطًا سامًا للخلايا ضد خلايا PC-3 باستخدام تركيزين مختلفين.
خصائص مضادة للسرطان
تم تقييم التأثيرات السامة للخلايا لأجزاء أذن البحر 33-41 في خلايا سرطان البروستاتا PC-3. عندما تم استخدام الكسور بتركيز 200 ميكروغرام/مل لعلاج PC-3، لوحظت معدلات بقاء خلوية عالية باستثناء العلاج بالكسر 37. وبشكل أكثر تحديدًا، أدى علاج الكسر 37 إلى بقاء الخلية على قيد الحياة بنسبة 80% عند كل من 200 و400 ميكروغرام/مل. مل.
بالإضافة إلى هذا النشاط السام للخلايا الكبير، لوحظ أيضًا انخفاض تعبير المصفوفة ميتالوبروتيناز 2 (MMP-2) وMMP-9 في الخلايا المعالجة بـ PC-3. غالبًا ما يرتبط التعبير عن MMPs، الذي يشتمل على الكولاجين والإنزيمات والبروتينات التي تعمل على تحلل المصفوفة خارج الخلية (ECM) لمنع ورم خبيث في الخلايا السرطانية، بسوء التشخيص بين مرضى السرطان.
الاستنتاجات
أظهرت الببتيدات النشطة بيولوجيًا التي تم الحصول عليها من التحلل المائي لأحشاء أذن البحر نشاطًا حيويًا ملحوظًا ضد البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة الجرام، بالإضافة إلى العديد من السلالات الفطرية. تنظم العديد من هذه الببتيدات أيضًا تعبير MMP-2 وMMP-9، مما قد يعكس الخصائص المضادة للسرطان المحتملة لهذه الجزيئات البيولوجية.
هناك حاجة لدراسات مستقبلية لتوصيف تسلسل الأحماض الأمينية الدقيقة داخل هذه الببتيدات والتي قد تكون مسؤولة عن أنشطتها المضادة للسرطان والمضادة للميكروبات.
اقرأ المزيد على صحيفة هتون الدولية.
