Viață și știință - săptămânal științific

Sâmbătă, 26 decembrie 2020, Ziua lui Ștefan

Articole recente
Stiinte Sociale
Știința vieții
Știința neînsuflețită
Astronomie
Concurență

Bacteria de înghițire a nicotinei

Renunțarea la fumat - cu ajutorul microbilor

Există din ce în ce mai multe conexiuni cu efectele nocive ale fumatului asupra sănătății. Chiar și având în vedere acest lucru, este dificil pentru cineva care a devenit odată dependent să renunțe la țigară sau pipă. Bacteria din solul câmpurilor de tutun care descompune nicotina înainte de a „ajunge la creier” le poate da speranță. Dacă se face o injecție a enzimei nicotinice bacteriene, aceasta ar putea inhiba pofta de țigări până la o lună.

Fumatul este principala cauză de deces în lume, datorită rolului său cauzal clar în bolile cardiovasculare și dezvoltarea tumorilor și este o problemă deosebit de mare în Ungaria, combinată cu un consum ridicat de alcool. Este suficient să ne gândim doar la prevalența cancerelor de cap și gât în Ungaria: a treia cea mai frecventă deces prin cancer la bărbații maghiari este cancerul de cap și gât, iar decesele cauzate de cancerul de cap și gât la 100.000 de locuitori - timp de mai bine de două decenii - atât la bărbați, cât și la femei, avem cel mai mare număr dintre țările din lume care furnizează statistici privind cancerul.

Există deja metode relativ utile de renunțare, precum condiționarea aversivă în hipnoză, combinată cu sugestia posthipnotică. Rezultate bune pot fi obținute atât cu terapia cognitivă farmacologică, cât și cu cea concomitentă. Cu toate acestea, nu există încă o metodă sigură și la fel de eficientă. Prin urmare, ar fi de o mare importanță dezvoltarea unei metode terapeutice care, chiar și fără implicarea activă a pacientului, ar putea obține un rezultat general bun, economisind astfel o sumă considerabilă de bani pentru fondul de asigurări de sănătate.

Sub formă de injecție

Doar astfel de rezultate ale cercetării au fost raportate recent de experți de la Scripps Research Institute din California. Există o bacterie, Pseudomonas putida, izolată inițial din solul de tutun, care descompune nicotina foarte eficient cu ajutorul unei enzime numite NicA2, care acoperă întreaga sa necesitate de carbon și azot. Încercările de a crea o astfel de enzimă au fost făcute în condiții de laborator de aproape 30 de ani, până acum fără succes. Cu toate acestea, identificarea NicA2 poate duce la o descoperire, deoarece enzima nu se degradează mult timp atunci când este depozitată în condiții de laborator și chiar rămâne activă în serul sanguin pentru o lungă perioadă de timp.

Enzima extrasă din bacterie ar fi reprodusă sintetic și apoi, dacă va avea succes în studiile clinice viitoare, este utilizată ca injecție pentru cei care doresc să-și oprească pasiunea dăunătoare cât mai curând posibil. Potrivit estimării optimiste actuale realizate de Kim Janda și colab., Efectul unei singure injecții ar putea dura până la o lună: acest lucru înseamnă că pacienților le-ar fi plăcut mult mai mult timp după fumarea cantității zilnice obișnuite de țigări.

Pentru a înțelege mecanismul de acțiune al unei injecții pline de speranță, merită mai întâi să analizăm modul în care nicotina în sine provoacă plăcere - și deci dependență. Prima sluck a unei țigări inundă celulele creierului cu nicotină: moleculele de nicotină se leagă de celule, eliberând dopamina neurotransmițător care induce bunăstarea. Nicotina afectează și alte rețele neuronale, și anume cele care reglează fin eliberarea de dopamină. O importanță deosebită este aici o rețea neuronală care se oprește sub influența nicotinei timp de aproximativ 1 oră. La sfârșitul acestei perioade, care este mult mai lungă decât pentru unii, producția de dopamină și, odată cu aceasta, sentimentul de satisfacție după fumat încetează. Adică circuitul se pornește din nou, inhibând producția de dopamină de către neuroni, iar fumătorul ajunge din nou la cutia de țigări. Pentru mulți, acest ciclu vicios este întrerupt doar de moartea provocată de fumat.

Enzima de rupere a nicotinei din Pseudomonas putida ar obișnui fumătorii cu pufuri continue prin descompunerea nicotinei din sânge din țigări înainte ca aceasta să intre în creier și să dea naștere plăcerii în creierul fumătorilor. Dacă nicotina nu ajunge deloc la celulele nervoase după ce a fumat o țigară, fumatul va deveni lipsit de sens, deoarece nici dopamina nu va fi eliberată. „Această bacterie este ca un mic Pac-Man din binecunoscutul joc pe computer: mănâncă de fapt nicotină”, a remarcat Janda, lider de cercetare în Jurnalul Societății Americane de Chimie, care, împreună cu colegii ei, a injectat mai întâi cât mai multă nicotină în serul de sânge al șoarecilor experimentali. intră în sângele oamenilor fumând țigări. După ce enzima cheie, NicA2, a fost, de asemenea, injectată în sângele animalelor, timpul de înjumătățire al nicotinei a fost redus de la 2-3 ore obișnuite la 9-15 minute. Aceasta în sine este o realizare foarte semnificativă. Cu toate acestea, este de asemenea de conceput că, dacă enzima originală extrasă din bacterie este modificată chimic în unele locuri, aceasta ar descompune nicotina și mai rapid, atingând cu siguranță obiectivul dorit de a preveni intrarea compusului de dependență în creier în cantități mici.

Echipa de cercetare a verificat apoi în mai multe moduri dacă forma generată sintetic a enzimei bacteriene ar fi într-adevăr un medicament candidat adecvat. „Rezultatele noastre sunt extrem de încurajatoare: NicA2 s-a dovedit a fi stabil în laborator mai mult de trei săptămâni la o temperatură de aproximativ 36 de grade Celsius. De asemenea, este o observație plină de speranță că nu a fost observată nicio eliberare de metaboliți toxici la șoareci în timpul activității de degradare a nicotinei a enzimei. Enzima pare să fie stabilă nu numai în condiții de laborator, ci și în serul sanguin, ceea ce este o cerință importantă pentru clasificarea ulterioară ca medicament ”, a spus Janda într-un comunicat de presă asupra cercetării.

Gradul de dependență

Din păcate, este aproape imposibil să renunți la fumat pe cont propriu: rata încetării cu succes, cu simplă voință, este de numai 1-3% la nivel mondial. Această rată poate fi de până la 50% cu medicamente eliberate pe bază de rețetă sau un psiholog și sprijinul familiei sau prietenilor noștri, pe baza datelor de la profesioniștii care au renunțat. Nu este posibil să generalizăm, deoarece parțial genele noastre determină cât de mult devenim dependenți de nicotină. Potrivit acestui lucru, cei norocoși nu dezvoltă deloc dependență și rămân fumători de scroafă pe tot parcursul vieții, în timp ce alții devin pentru totdeauna dependenți de nicotină odată ce încep să fumeze. Înainte chiar să aprindem o singură țigară, dacă nu am făcut-o până acum, nu este rău să știm: dependenții spun că nicotina este cel puțin la fel de dependentă ca heroina.

Solul, în contact direct cu rădăcinile plantelor, grosime de doar câțiva milimetri, este una dintre cele mai biodiverse micro-comunități, cu mii de specii diferite de bacterii, ciuperci microscopice, nematode, furci, acarieni etc. Datorită densității ridicate a populației, ele sunt, de asemenea, înrudite între ele, dar planta datorează, de asemenea, mult acestor vecini „aproape de corp”, ca să spunem așa, absorbția lor armonioasă de nutrienți depinde de ei. Datorită lor, azotul, fosforul și fierul sunt absorbite lin din sol. Acestea declanșează producerea diferitelor vitamine sau substanțe care favorizează creșterea în plantă. Comunitatea de viață, care include și rădăcinile părului, oferă, de asemenea, protecție împotriva agenților patogeni, le este mai dificilă pătrunderea în țesuturile subterane ale plantei și întărește sistemul imunitar al plantei cu prezența sa. Relația este reciprocă, acizii organici din rădăcină, zaharurile etc. le emite și le aprovizionează cu război microbian. Pseudomonas putida, o bacterie a articolului, este, de asemenea, membru al acestei micro-comunități speciale.