Мангровые заросли — это уникальная экосистема, где царят высокая температура, соленость, нехватка кислорода в почве и регулярные приливы. В таких жестких условиях грибы, живущие среди мангров, выработали особый обмен веществ и научились синтезировать редкие соединения с мощной биологической активностью. Среди них — биантроны, молекулы, которые образуются при соединении двух антронов. Они могут бороться с опухолями, бактериями и даже малярией.

Чтобы быстрее находить такие вещества в сложных смесях, ученые применили нейросеть DeepSAT. Она анализирует данные ЯМР-спектроскопии (метод, который позволяет «увидеть» структуру молекул) и выделяет „отпечатки“ соединений, упрощая их идентификацию. Благодаря этому удалось обнаружить три новых биантрона — (±)-пенитроны A (1), B (2) и их хлорированную версию (±)-пенитрон C (3) — в грибе Penicillium hispanicum LA032, выделенном из мангров. Их структуру подтвердили расчетами и дополнительными экспериментами.

Результаты опубликованы в издании Mycology: An International Journal on Fungal Biology.

Оказалось, что эти соединения подавляют рост раковых клеток. Особенно сильным эффектом обладает пенитрон A (1): он тормозит размножение клеток рака шейки матки (HeLa), толстой кишки (HCT116) и груди (MCF-7) при концентрациях около 5 мкмоль/л.

Чтобы понять, как именно работает это вещество, ученые применили сетевую фармакологию — метод, который предсказывает мишени лекарств на основе баз данных. Оказалось, что пенитрон A может влиять на 394 белка, связанных с раком. Среди них выделили 29 ключевых генов, которые управляют клеточным циклом и сигнальными путями MAPK/Ras. Главной мишенью оказался белок MAPK10: моделирование показало, что пенитрон A прочно связывается с ним за счет водородных связей и гидрофобных взаимодействий.

Это открытие дает новую основу для разработки противораковых препаратов. Теперь предстоит проверить, как пенитроны работают в живых организмах и можно ли усилить их эффект.

Этот проект — пример того, как современные технологии ускоряют поиск лекарств. Раньше на расшифровку структур из природных источников уходили месяцы, а нейросеть DeepSAT справляется за часы. Если метод масштабировать, можно быстрее находить перспективные соединения для терапии рака, особенно устойчивых форм.

MAPK10 — интересная мишень: он участвует в воспалении и апоптозе, а его нарушение связывают с онкологией. Если пенитроны действительно избирательно действуют на этот белок, они могут стать основой для таргетной терапии с меньшими побочными эффектами, чем классическая химия.

Исследование не проверяло токсичность пенитронов для здоровых клеток. Высокая активность in vitro — еще не гарантия безопасности in vivo. Кроме того, рацемические смеси (1–3 содержат оба оптических изомера) часто имеют разную биологическую активность, но авторы не разделяли их. Это могло исказить результаты.

Ранее ученые выяснили, что мангровые леса быстро восстанавливаются после ураганов.