Krokodile sind eine Ordnung uralter Reptilien, die in pathogenreichen Umgebungen gedeihen. Sie können diese rauen Umgebungen bewohnen. Diese Fähigkeit weist auf ein widerstandsfähiges angeborenes Immunsystem hin.
Defensine, eine Familie Cystein-reicher kationischer Wirtsabwehrpeptide, sind ein wichtiger Bestandteil des angeborenen Immunsystems aller Pflanzen- und Tierarten; Krokodil-Defensine sind jedoch schlecht charakterisiert.
Krokodile haben eine hervorragende antimykotische Abwehr, durch die sie tödlichen Pilzinfektionen widerstehen.
Eine neue Studie von Forschern der La Trobe University zeigt, dass Salzwasserkrokodil-Defensin eine starke antimykotische Aktivität besitzt. Die Studie könnte eine gezielte Behandlung von Pilzinfektionen beim Menschen schaffen, die aufgrund wachsender Antibiotikaresistenzen immer häufiger auftreten.
Der Hauptautor der La Trobe University, Scott Williams, sagte:„Wir haben die Strukturen von Krokodil-Defensinen aufgeklärt, und sie sehen überraschenderweise den gleichen Proteinen beim Menschen ähnlich. Wir könnten sie als Vorlage zur Behandlung von Pilzinfektionen beim Menschen verwenden.“
„Bald werden wir in der Lage sein, ihre Verteidigung an unsere eigenen Bedürfnisse anzupassen.“
„Es ist das erste Mal, dass diese Funktion in einer Pflanze oder einem Tier gefunden wurde.“
„Wir haben den pH-Messmechanismus bei anderen Tieren oder Pflanzen nicht gesehen. Die Defensine sind in der Lage, ihre Aktivität basierend auf der pH-Umgebung zu ändern, sodass wir andere Defensine so konstruieren könnten, dass sie je nach Vorhandensein einer Infektion ein- oder ausgeschaltet werden.“
„Einige Behandlungen wirken versehentlich auf gesunde Zellen, während dieser Mechanismus dazu beitragen könnte, diese Off-Target-Effekte zu reduzieren und sich auf das zu konzentrieren, was schädlich ist.“
Der leitende Autor Professor Mark Hulett sagte:„Die Studie ist auch die erste, die die Struktur des Defensin-Membranangriffs in hoher Auflösung dokumentiert.“
„Durch die Nutzung der Leistung des australischen Synchrotrons konnten wir zusammen mit Co-Autor Prof. Marc Kvansakul Strukturdaten generieren, um zu definieren, wie Defensine Pilzpathogene angreifen und abtöten.“
Das Salzwasserkrokodil-Defensin CpoBD13 weist eine starke antimykotische Aktivität auf, die durch eine pH-abhängige Membran-Targeting-Wirkung vermittelt wird. CpoBD13 bindet das Phospholipid Phosphatidsäure (PA), um einen großen helikalen oligomeren Komplex zu bilden, wobei spezifische Histidinreste die PA-Bindung vermitteln. Basierend auf dem pH-Wert der Zellaußenwand erkennt und bekämpft CpoBD13 Pilzinfektionen.
Professor Hullett genannt,„Folglich liefern unsere Ergebnisse ein Modell zum Verständnis der antimikrobiellen Aktivität anderer Defensine, einschließlich derer beim Menschen.“
Zeitschriftenreferenz:
- Williams, SA, Lay, FT, Bindra, GK, et al. Antimykotische Aktivität von Crocodile Defensin (CpoBD13) über pH-abhängiges Phospholipid-Targeting und Membranzerstörung. Nat Commun 14, 1170 (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-36280-y
