_ Biologii de plante identifică noi fungicide promițătoare

Un nou fungicid promițător pentru combaterea bolilor devastatoare ale culturilor a fost identificat de cercetătorii de la Universitatea din California, Davis. Substanța chimică, ebselen, a prevenit infecțiile fungice la mere, struguri, căpșuni, roșii și trandafiri și a îmbunătățit simptomele infecției fungice preexistente la orez.

Agenții patogeni fungici reprezintă aproape un sfert din pierderile globale de recoltă. În Statele Unite, aceste pierderi se ridică la aproximativ 150 de miliarde de dolari pe an. Cu toate acestea, dezvoltarea fungicidelor a fost lentă în ultimii 50 de ani, în mare parte pentru că cercetătorii au avut dificultăți în identificarea căilor moleculare de vizat.

Într-un nou studiu publicat pe 29 februarie în Nature Communications, cercetătorii de la UC Davis au identificat candidați pentru fungicide. care vizează autofagia, un proces de reciclare celulară care s-a demonstrat recent ca esențial pentru patogenitatea fungică.

Folosind o nouă metodă de screening bazată pe bioluminiscență, cercetătorii au identificat 30 de substanțe chimice care inhibă o etapă enzimatică cheie în autofagia fungică. Cel mai promițător candidat, ebselen, s-a dovedit că are proprietăți antiinflamatorii și neuroprotectoare la oameni și a fost mai eficient în prevenirea creșterii fungice in vitro decât fungicidele disponibile în prezent.

„Inhibarea autofagiei reduce semnificativ patogenitatea câțiva agenți patogeni fungici devastatori”, a declarat autorul principal Savithrama Dinesh-Kumar, profesor și catedr al Departamentului de Biologie a Plantelor. „Descoperirile noastre oferă perspective moleculare care vor ajuta la dezvoltarea următoarei generații de compuși antifungici.”

Autofagia este un proces esențial în ciuperci, plante și celule animale, care le permite să recicleze componentele celulare și să elimine deșeurile toxice. . Deoarece studii recente au arătat că autofagia este implicată în patogenitatea fungică, cercetătorii au emis ipoteza că blocarea autofagiei ar inhiba infecția fungică. Ei și-au propus să identifice substanțele chimice care inhibă autofagia la ciuperci, concentrându-se pe o etapă cheie a căii - scindarea proteinei ATG8 de către enzima ATG4.

Pentru a identifica substanțele chimice care inhibă această reacție, echipa a dezvoltat un test care le-a permis să vizualizeze când a avut loc reacția și când a fost blocată. Apoi, au testat capacitatea ciupercilor de a scinda enzimatic ATG8 în prezența a 2.700 de substanțe chimice diferite dintr-o bibliotecă de compuși aprobați de FDA. Această metodă are avantaje față de alte metode de screening prin faptul că permite testarea foarte rapidă a unui număr mare de substanțe chimice.

În total, cercetătorii au identificat 30 de compuși chimici care au inhibat clivajul și 14 compuși care au îmbunătățit clivajul. Ei au selectat cel mai eficient inhibitor, ebselen, pentru testare ulterioară.

În experimentele pe cutii Petri, ebselen a prevenit germinarea și creșterea fungilor mai bine decât medicamentele care sunt pe piață în acest moment, a spus Dinesh-Kumar. Echipa a mai arătat că ebselen a prevenit infecțiile fungice la o serie de specii de plante, demonstrând în același timp potențialul curativ: atunci când cercetătorii au aplicat substanța chimică pe frunzele plantelor de orez care au fost infectate anterior cu ciuperca de orez, a eliminat eficient infecția.

„Credem că ebselen va fi util în primul rând pentru protejarea plantelor împotriva infecțiilor viitoare, dar poate, de asemenea, să depășească parțial infecțiile existente dacă este utilizat suficient de devreme”, a spus Dinesh-Kumar.

Deși preliminarul echipei. testele indică faptul că ebselen inhibă în mod specific autofagia la ciuperci, sunt necesare mai multe teste pentru a asigura siguranța acesteia.

„Deoarece autofagia este foarte conservată în diferite organisme, inclusiv în oameni, trebuie făcută mai multă muncă pentru a testa reactivitatea încrucișată. a medicamentului”, a spus Dinesh-Kumar.

Cercetătorii de la UC Davis intenționează, de asemenea, să folosească metoda lor de screening pentru a testa și mai multe substanțe chimice pentru capacitatea lor de a inhiba autofagia.

„Spațiul chimic este foarte mare, iar unele biblioteci chimice au peste 50.000 de compuși”, a spus Dinesh-Kumar. „Următorul pas va fi depistarea modulatorilor autofagiei suplimentari care ar putea ajuta la controlul nu doar a agenților patogeni fungici din plante, ci și a agenților patogeni fungici umani.”

(Fluierul)