_ Din lume Cele mai puternice substanțe chimice antifungice determină autodistrugerea agenților patogeni fungici

Oamenii de știință au descoperit că cea mai utilizată clasă de antifungice din lume determină autodistrugerea agenților patogeni. Cercetarea condusă de Universitatea din Exeter ar putea ajuta la îmbunătățirea modalităților de a proteja securitatea alimentară și viețile umane.

Bolile fungice reprezintă pierderea a până la un sfert din recoltele din lume. De asemenea, prezintă un risc pentru oameni și pot fi fatale pentru cei cu un sistem imunitar slăbit.

Ce mai puternice arme împotriva bolilor fungice ale plantelor sunt fungicidele azolice. Aceste produse chimice reprezintă până la un sfert din piața mondială a fungicidelor agricole, în valoare de peste 3,8 miliarde de dolari pe an. Azolii antifungici sunt, de asemenea, utilizați pe scară largă ca tratament împotriva ciupercilor patogene care pot fi letale pentru oameni, ceea ce se adaugă importanței lor în încercarea noastră de a controla bolile fungice.

Azolii vizează enzimele din celula patogenă care produc colesterol- precum moleculele, numite ergosterol. Ergosterolul este o componentă importantă a bio-membranelor celulare. Azolii epuizează ergosterolul, ceea ce duce la uciderea celulei patogene. Cu toate acestea, în ciuda importanței azolilor, oamenii de știință știu puține despre cauza reală a morții patogenului.

Într-un nou studiu publicat în Nature Communications, oamenii de știință de la Universitatea din Exeter au descoperit mecanismul celular prin care azolii ucid ciupercile patogene. . Lucrarea este intitulată „Azolii activează căile de moarte celulară programată de tip I și de tip II în ciupercile patogene ale culturilor”. Co-autorii sunt dr. Martin Schuster și dr. Sreedhar Kilaru de la Universitatea din Exeter.

Echipa de cercetători, condusă de profesorul Gero Steinberg, a combinat abordările imagistice cu celule vii și genetica moleculară pentru a înțelege de ce inhibarea sintezei ergosterolului duce la moartea celulelor în ciuperca patogenă a culturii Zymoseptoria tritic (Z. tritici). Această ciupercă provoacă pete septoria în frunzele de grâu, o boală gravă în climatele temperate, estimată a cauza costuri de peste 300 de milioane de dolari pe an numai în Marea Britanie din cauza pierderii recoltei și a pulverizării cu fungicide.

Echipa Exeter a observat. celule vii de Z. tritici, le-au tratat cu azoli agricoli și au analizat răspunsul celular. Ei au arătat că ideea acceptată anterior că azolii ucid celula patogenă provocând perforarea membranei celulare exterioare nu se aplică. În schimb, ei au descoperit că reducerea indusă de azoli a ergosterolului crește activitatea mitocondriilor celulare, „centrala” celulei, necesară pentru a produce combustibilul celular care conduce toate procesele metabolice din celula patogenă.

În timp ce producerea mai multor „combustibil” nu este dăunătoare în sine, procesul duce la formarea mai multor subproduse toxice. Aceste produse secundare inițiază un program de „sinucidere” în celula patogenă, numit apoptoză. În plus, nivelurile reduse de ergosterol declanșează, de asemenea, o a doua cale de „autodistrugere”, care face ca celula să își mănânce propriile nuclee și alte organite vitale - un proces cunoscut sub numele de macroautofagie. Autorii arată că ambele căi de moarte celulară stau la baza activității letale a azolilor. Ei au ajuns la concluzia că azolii conduc agentul patogen fungic la „sinucidere” prin inițierea autodistrugerii.

Autorii au descoperit același mecanism cu azolii care ucid celulele patogene în ciuperca de orez Magnaporthe oryzae. Boala cauzată de această ciupercă ucide până la 30% din orezul, o cultură alimentară esențială pentru mai mult de 3,5 miliarde de oameni din întreaga lume. Echipa a testat, de asemenea, alte medicamente anti-fungice relevante clinic care vizează biosinteza ergosterolului, inclusiv terbinafina, tolfonatul și fluconazolul. Toate au inițiat aceleași răspunsuri în celula patogenă, sugerând că sinuciderea celulară este o consecință generală a inhibitorilor de biosinteză a ergosterolului.

Autorul principal, profesorul Gero Steinberg, care deține o catedra în biologie celulară și este director al Centrului de bioimagini de la Universitatea din Exeter, a declarat: „Descoperirile noastre rescriu înțelegerea comună a modului în care azolii ucid agenții patogeni fungici. că azolii declanșează programele de „sinucidere” celulare, care au ca rezultat autodistrugerea agentului patogen. Această reacție celulară are loc după două zile de tratament, sugerând că celulele ajung la un „punct de nereturnare” după un timp de expunere la azoli oferă agentului patogen timp să dezvolte rezistență la azoli, ceea ce explică de ce rezistența la azoli avansează la agenții patogeni fungici, ceea ce înseamnă că este mai probabil ca aceștia să nu ucidă boala la culturi și la oameni.

„Lucrările noastre aruncă lumină asupra activitatea celor mai folosiți agenți noștri de control chimic în culturile și agenții patogeni umani din întreaga lume. Sperăm că rezultatele noastre se dovedesc a fi utile pentru a optimiza strategiile de control care ar putea salva vieți și ar putea asigura securitatea alimentară pentru viitor.”

(Fluierul)