Субота, 26 грудня 2020 року, День Стефана

  • Останні статті
  • Громадські науки
  • Наука про життя
  • Нежива наука
  • Астрономія
  • Конкуренція

Бактерія ковтання нікотину

Кинути палити - за допомогою мікробів

Все більше з’являється зв’язок із шкідливим впливом куріння на здоров’я. Усвідомлюючи це, людині, яка колись потрапила в залежність, важко кинути сигарету або люльку. Бактерія в ґрунті тютюнових полів, яка розщеплює нікотин, перш ніж він потрапить у мозок, може бути для них надією. Якщо можна зробити ін’єкцію бактеріального нікотин-розкладаючого ферменту, це може стримувати тягу до сигарет на термін до 1 місяця.

Куріння є основною причиною смерті у світі завдяки своїй чіткій причинно-наслідковій ролі у серцево-судинних захворюваннях та розвитку пухлин, і це особливо велика проблема в Угорщині, поєднана з високим споживанням алкоголю. Досить думати лише про поширеність раку голови та шиї в Угорщині: третьою за частотою смертністю від раку у чоловіків Угорщини є рак голови та шиї, а смертність від раку голови та шиї на 100 000 жителів - більше двох десятиліть - серед чоловіків та жінок ми маємо найвищий показник серед країн світу, які надають статистику раку.

Уже існують відносно корисні методи відмови від куріння, такі як відверте кондиціонування в гіпнозі, поєднане з постгіпнотичним навіюванням. Хороших результатів можна досягти як за допомогою препарату, так і супутньої когнітивної терапії. Однак безпечного та однаково ефективного методу для кожного досі не існує. Тому було б дуже важливим розробити терапевтичний метод, який навіть без активної участі пацієнта міг би досягти загалом хорошого результату, тим самим заощадивши значну суму грошей для медичної каси.

нікотиноїдні

У формі ін’єкції

Саме про такі результати досліджень нещодавно повідомляли експерти з Інституту досліджень Скріппса в Каліфорнії. Існує бактерія Pseudomonas putida, спочатку виділена з тютюнового ґрунту, яка дуже ефективно розщеплює нікотин за допомогою ферменту, який називається NicA2, який покриває всі його потреби у вуглеці та азоті. Спроби створити такий фермент робилися в лабораторних умовах протягом майже 30 років, поки що безуспішно. Однак ідентифікація NicA2 може призвести до прориву, оскільки фермент довго не розкладається при зберіганні в лабораторних умовах і навіть залишається активним у сироватці крові протягом тривалого часу.

Фермент, витягнутий з бактерії, буде регенерований синтетичним шляхом, а потім, у разі успіху в майбутніх клінічних випробуваннях, планується використовувати його як ін’єкцію для тих, хто хоче якомога швидше зупинити свою шкідливу пристрасть. Згідно з поточною оптимістичною оцінкою Кім Джанда та співавт., Ефект одноразового введення може тривати до місяця: це означає, що пацієнти залишатимуть набагато довше задоволення після куріння звичайної щоденної кількості сигарет.

Щоб зрозуміти механізм дії ін'єкції, що сподівається, варто спочатку переглянути, як нікотин сам по собі викликає задоволення - а отже, і залежність. Перший слимак у сигареті насправді заливає клітини мозку нікотином: молекули нікотину зв’язуються з клітинами, виділяючи речовину, що передає стимул, що викликає добробут, дофамін. Нікотин також впливає на інші нейронні мережі, а саме на ті, які точно регулюють вивільнення дофаміну. Тут особливе значення має нейронна мережа, яка вимикається приблизно на 1 годину під впливом нікотину. По закінченні цього періоду, який набагато довший, ніж у деяких, припиняється вироблення дофаміну, а разом із ним і почуття задоволення після куріння. Тобто ланцюг знову включається, перешкоджаючи виробленню нейронами дофаміну, і курець знову тягнеться до сигаретної коробки. Для багатьох цей порочний цикл переривається лише смертю, спричиненою курінням.

Розщеплюючий нікотин фермент Pseudomonas putida привчав би курців до безперервного сопіння, розщеплюючи нікотин у крові від сигарет до того, як він потрапляє в мозок, і викликає задоволення в мозку курців. Якщо нікотин взагалі не потрапляє до нервових клітин після викурювання сигарети, куріння стане безглуздим, оскільки дофамін також не виділяється. "Ця бактерія схожа на маленького Pac-Man з відомої комп'ютерної гри: вона насправді їсть нікотин", - зауважила Джанда, керівник дослідження в "Журналі Американського хімічного товариства", яка разом зі своїми колегами спочатку ввела стільки нікотину у сироватку крові експериментальних мишей. вона потрапляє в кров людей, викурюючи сигарети. Після того, як ключовий фермент, NicA2, також вводили в кров тварин, період напіввиведення нікотину скорочувався зі звичайних 2-3 годин до 9-15 хвилин. Це саме по собі є дуже значним досягненням. Однак можна також подумати, що якщо вихідний фермент, витягнутий з бактерії, подекуди хімічно модифікується, він би ще швидше розщеплював нікотин, безумовно, досягаючи бажаної мети - запобігти потраплянню залежної сполуки в мозок у невеликих кількостях.

Потім дослідницька група кількома способами перевірила, чи справді синтетична форма бактеріального ферменту є підходящим кандидатом на препарат. «Наші результати надзвичайно обнадійливі: було доведено, що NicA2 стабільний у лабораторії більше трьох тижнів при температурі близько 36 градусів Цельсія. Також можна сподіватися, що у мишей не спостерігалося виділення жодних токсичних метаболітів під час нікотиноруйнуючої активності ферменту. Фермент виявився стабільним не тільки в лабораторних умовах, але й у сироватці крові, що є важливою вимогою для подальшої класифікації як наркотиків », - сказала Джанда у прес-релізі щодо цього дослідження.

Ступінь залежності

На жаль, кинути палити самостійно практично неможливо: рівень успішного припинення куріння за допомогою простої сили волі у світі становить лише від 1 до 3 відсотків. Цей показник може складати до 50 відсотків за призначенням ліків, що відпускаються за рецептом, або психолога та підтримки нашої родини чи друзів на основі даних фахівців, які припиняють лікування. Узагальнити неможливо, оскільки частково саме наші гени визначають, наскільки ми стаємо залежними від нікотину. Відповідно до цього, щасливці взагалі не розвивають звикання і залишаються курцями сіяти протягом усього життя, тоді як інші стають назавжди залежними від нікотину, коли вони починають палити. Перш ніж ми навіть закуримо одну сигарету, якщо ми цього не робили раніше, не завадить знати: наркологи кажуть, що нікотин викликає принаймні таку ж залежність, як і героїн.

Грунт, безпосередньо контактуючи з корінням рослин, товщиною, як правило, лише кілька міліметрів, є однією з найбільш багатих біорізноманіттям мікроспільнот, з тисячами різних видів бактерій, мікроскопічних грибів, нематод, червів, кліщів тощо. . Через високу щільність населення вони також пов’язані між собою, але рослина також багато в чому зобов’язана цим “близьким до тіла” сусідам, так би мовити, їх гармонійне засвоєння поживних речовин залежить від них. Саме завдяки їм азот, фосфор і залізо плавно поглинаються з ґрунту. Вони викликають вироблення в рослині різних вітамінів або стимуляторів росту. Життєва спільнота, яка також включає коріння волосся, також забезпечує захист від патогенних мікроорганізмів, ускладнює проникнення їм у підземні тканини рослини та зміцнює імунну систему рослини своєю присутністю. Відносини взаємні, кореневі органічні кислоти, цукри та ін. випромінює і постачає їх мікробною війною. “Нікотинова” бактерія Pseudomonas putida також є членом цієї особливої ​​мікроспільноти.