Unikátny enzým vyvinutý pomocou AI odstraňuje molekulárne stopy starnutia z ľudských orgánov

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Umelý enzým CMLase štiepi chemické poškodenie bielkovín úzko súvisiace so starnutím tkanív.

• V aortálnom tkanive 75-ročného darcu molekula úspešne odstránila 70 % poškodenia.a

• Vývoj prebiehal analýzou 500 miliónov variantov pomocou techniky riadenej evolúcie.

V ľudskom tele dochádza vplyvom telesného tepla k spontánnemu viazaniu cukrov na bielkoviny prostredníctvom neenzymatickej reakcie. Tento proces vytvára pokročilé produkty glykácie, ktoré sa postupne hromadia a spôsobujú stratu elasticity tkanív a chronické zápaly. Najviac trpia dlho žijúce štruktúry, ako je kolagén v cievach alebo proteíny v očnej šošovke.

Dominantným typom tohto poškodenia je molekula CML, ktorej nánosy boli vedeckou komunitou doteraz považované za nezvratný dôsledok starnutia. Tím zo spoločnosti Revel Pharmaceuticals a Coloradskej univerzity publikoval v časopise Nature Communications štúdiu, ktorá tento predpoklad vyvracia. Výskumníci najprv využili umelú inteligenciu AlphaFold na analýzu 45 000 štruktúr a identifikovali sľubný bakteriálny enzým.

Následne uplatnili proces riadenej evolúcie a v laboratórnych podmienkach otestovali viac ako 500 miliónov genetických variantov. Výsledkom je nový enzým nazvaný CMLase, ktorý cielene vyhľadáva CML a obnovuje pôvodný tvar poškodenej aminokyseliny. Účinnosť vyvinutej molekuly vedci overovali priamo na vzorkách ľudských orgánov odobratých od zosnulých darcov.

Po aplikácii enzýmu na tkanivo aorty pochádzajúcej od 75-ročného človeka kleslo sledované chemické poškodenie o viac ako 70 %. Pri testovaní na koži starších ľudí sa hladina CML znížila o 55 %, čo dostalo zloženie tkaniva na úroveň 31-ročného jedinca. Merania na šošovkách 64-ročného darcu ukázali celkový úbytok poškodenia v rozmedzí od 45 % do 78 %.

Technológia rovnako presvedčivo fungovala na izolovaných bielkovinách, kde odstránila 52 % až 97 % sledovaných väzieb. Analýza hovädzieho sérového albumínu potvrdila zníženie CML na 30 z celkových 33 modifikovaných miest bez nežiaducej degradácie samotného proteínu.

Zverejnené výsledky slúžia zatiaľ ako dôkaz konceptu, nie ako hotová liečebná metóda pripravená pre pacientov. Pred klinickým nasadením bude nutné vyriešiť prienik do orgánov a reakciu imunitného systému na prítomnosť cudzieho proteínu. Start-up v nadväznosti na tento objav získal počiatočné financovanie vo výške 12 miliónov USD.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Objav exaktne dokazuje, že biochemické zmeny spojené so starnutím tkanív sa dajú farmakologicky zvrátiť, čo otvára cestu k regeneratívnej medicíne.

Zdroj: singularityhub.com foto: ChatGPT