Cea mai utilizată clasă de antifungice din lume provoacă autodistrugerea agenților patogeni

Cercetătorii de la Universitatea din Exeter au descoperit mecanismul celular prin care fungicidele azolice, cea mai utilizată clasă de antifungice la nivel mondial, determină distrugerea patogenilor fungici. Această descoperire, publicată în Nature Communications, ar putea îmbunătăți modalitățile de protejare a securității alimentare și a vieților umane.
Azolurile sunt folosite pe scară largă în agricultură și în tratamentul infecțiilor fungice la om, reprezentând o piață de peste 3 miliarde de lire sterline anual. Aceste substanțe chimice vizează enzimele din celulele patogene care produc ergosterol, un component crucial al bio-membranelor celulare. Scăderea nivelului de ergosterol duce la moartea celulei patogene, dar mecanismul specific prin care acest lucru se întâmplă era mai puțin înțeles până acum.

Studiul condus de profesorul Gero Steinberg a folosit imagistică celulară în direct și genetica moleculară pentru a analiza cum inhibarea sintezei de ergosterol duce la moartea fungilor patogeni. Cercetătorii au studiat fungusul Zymoseptoria tritici, care cauzează boala denumită pătarea frunzelor de grâu și generează pierderi anuale de peste 250 de milioane de lire sterline în Marea Britanie. Echipa a tratat celulele vii de Z. tritici cu azoli agricoli și a analizat răspunsul celular, descoperind că azolii nu ucid celulele patogene prin perforarea membranei celulare, așa cum se credea anterior.

În schimb, reducerea ergosterolului determină o activitate crescută a mitocondriilor, ceea ce duce la producerea unor subproduse toxice care inițiază un program de „suicid” al celulei patogene, cunoscut sub numele de apoptoză. În plus, nivelurile scăzute de ergosterol declanșează și o a doua cale de autodistrugere, numită macroautofagie, care determină celula să își „consume” propriul nucleu și alte organele vitale.

Același mecanism de autodistrugere a fost observat și în ciuperca Magnaporthe oryzae, responsabil pentru distrugerea a până la 30% din culturile de orez la nivel global. Echipa a testat și alte medicamente antifungice relevante clinic care țintesc biosinteza de ergosterol, cum ar fi Terbinafina, Tolfonatul și Fluconazolul, observând răspunsuri similare.

Aceste descoperiri ar putea fi folosite pentru optimizarea strategiilor de control ale micozelor, cu potențialul de a salva vieți și de a securiza proviziile alimentare globale. Totuși, intervalul necesar azolilor pentru a declanșa autodistrugerea permite patogenilor timp să dezvolte rezistență, explicând de ce rezistența la azoli este în creștere.

sursa: Science Daily
foto: Un autofagozom (verde) în procesul de consumare a unui nucleu (roșu) într-o celulă de Z. tritici tratată cu azol. Imagine oferită de coautor Dr. Martin Schuster.