NMR for Exploring Fungal Cell Walls

Mỗi năm trên toàn thế giới có hơn hai triệu người bị ảnh hưởng bởi nhiễm nấm và tính mạng sống bị đe dọa. Một trong những thách thức lớn đối với các nhà hóa dược và y dược là bí mật của bức tường kiên cố dị thường của tế bào nấm. Đây là mục tiêu chính để chế tạo ra các loại thuốc kháng nấm mới. Mới đây, nhóm nghiên cứu hóa học của Tuo Wang thuộc Đại học bang Louisiana ở Baton Rouge (Mỹ)  đã lần đầu tiên xác định được cấu trúc thành tế bào của một trong những loại nấm phổ biến và gây chết người nhiều nhất. Kết quả được công bố trên Nature Commun 2018, 9, 2747: "Molecular Architecture of fungal cell walls revealed by solid-state NMR". Công việc của họ có thể dẫn đến việc chế tạo các  dược phẩm mới có thể cứu hàng triệu mạng sống.

Minh họa nấm Aspergillus fumigatus

Nghiên cứu tập trung vào nấm gây bệnh Aspergillus fumigatus. Đây là một loại nấm phổ biến trong không khí ở khắp mọi nơi. Với hầu hết mọi người, cơ thể có thể tự đối phó với việc tiếp xúc với nấm, nhưng đối với những người có hệ miễn dịch bị tổn hại, chẳng hạn như bệnh nhân HIV / AIDS, những người mắc bệnh bạch cầu và các bệnh khác, nấm có thể gây tử vong. Loại nấm này nhân lên với tốc độ phi thường và ảnh hưởng đến hơn 200.000 người mỗi năm, trong đó có một phần tư trong số tất cả bệnh nhân ung thư bạch cầu. Nó giết chết hơn một nửa trong số họ.

Theo các tác giả: "Tường tế bào nấm là một mục tiêu đầy hứa hẹn vì nó chứa các polysaccharides không có trong cơ thể người, nhưng cấu trúc phân tử của nó vẫn còn rất khó xác định".  Nhóm tác giả sử dụng phân tích liên kết glycosyl cùng với phổ MAS NMR để xác định chi tiết về cách các chitin và α-1,3-glucan hình thành một lá chắn chống thấm nước, kỵ nước bao quanh bởi ma trận ngậm nước của các β-glucans có liên kết đa dạng và được giới hạn bởi một lớp glycoprotein và α-1,3-glucan động trong thành tế bào nấm. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng lõi kỵ nước và bán kỵ nước của Aspergillus fumigatus bao gồm hai loại phân tử đường cứng được bắc cầu bởi các loại đường có độ phân nhánh cao và được phủ bởi một lớp hỗn hợp đường-protein rất linh động.

Tác giả giải thích: "Đây là lần đầu tiên mọi người xem xét toàn bộ tế bào của loại nấm này ở trạng thái nguyên bản của nó ở độ phân giải cao như vậy. Mục đích của chúng tôi là cung cấp cơ sở phân tử để chế tạo các loại thuốc chống nấm hiệu quả hơn". Bước tiếp theo sẽ là kiểm tra hiệu quả của các loại thuốc kháng nấm khác nhau chống lại Aspergillus fumigatus được phát triển trên cơ sở phát hiện này.