Біоінформатичний аналіз генетичного механізму біомінералізації біогенних магнітних наночастинок у бактеріях, здатних до пухлиноспецифічного накопичення

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Innovative Biosystems and Bioengineering; Vol. 6 No. 2 (2022); 48-55
Innovative Biosystems and Bioengineering; Том 6 № 2 (2022); 48-55
ISSN: 2616-177X
Popis: Background. Current methods of targeted cancer therapy are not always effective enough and can lead to side effects, such as an increased risk of autoimmune diseases. It is known that some bacteria are capable of specific accumulation in malignant tumors, and therefore can be used as an alternative means of targeted drug delivery. However, the genetic mechanism of tumor-specific accumulation of bacteria is not fully understood and needs to be studied in more detail. Objective. This work aims to identify, by methods of comparative genomics methods, magnetically controlled bacteria among those for which tumor-specific accumulation has already been experimentally shown. Methods. To identify magnetically controlled bacterial strains, i.e., bacteria that biomineralize biogenic magnetic nanoparticles (BMN), the method of comparative genomics was used, namely: pairwise alignment of proteomes with amino acid sequences of Mam-proteins of required for biomineralization of BMN in magneto­tactic bacteria Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1. Sequence alignments were performed in the BLAST program of the US National Center for Biotechnology Information (NCBI). Results. The conducted bioinformatic analysis showed that strains of bacteria in which the ability to accumulate specifically in tumors has been experimentally proven are potential producers of BMN of different types. Among them there are potential producers of intracellular crystalline BMN, potential producers of intracellular amorphous BMN, and extracellular crystalline BMN Conclusions. It is expedient to use bacteria-producing BMN as gene vectors and systems of targeted drug delivery to tumors that biomineralize BMN.
Проблематика. Існуючі на сьогодні методи таргетної терапії раку не завжди виявляють достатню ефективність лікування та можуть призводити до появи побічних ефектів, наприклад до підвищення ризику аутоімунних захворювань. Відомо, що деякі бактерії здатні до специфічного накопичення в злоякісних пухлинах, а отже, можуть бути використані як альтернативний засіб спрямованої доставки лікарських засобів (ЛЗ). Однак генетичний механізм пухлиноспецифічного накопичення бактерій не є остаточно з’ясованим і потребує більш детального вивчення. Мета. Метою роботи є виявлення методами порівняльної геноміки магнітокерованих бактерій серед тих, для яких вже було експериментально показано пухлиноспецифічне накопичення. Методика реалізації. Для виявлення магнітокерованих бактеріальних штамів, тобто бактерій, що біомінералізують біогенні магнітні наночастинки (БМН), використовувалися методи порівняльної геноміки: попарне вирівнювання протеомів з амінокис­лотними послідовностями обов’язкових для біомінералізації Mam-білків магнітотаксисної бактерії Magnetospirillum gryphiswal­dense MSR-1. Вирівнювання послідовностей проводилися у програмі “BLAST” Національного центру біотехнологічної інформації США (NCBI). Результати. Проведений біоінформаційний аналіз показав, що штами бактерій, у яких експериментально доведено здатність до специфічного накопичення у пухлинах, є потенційними продуцентами БМН різних типів. Серед них присутні потенційні продуценти внутрішньоклітинних кристалічних БМН, потенційні продуценти внутрішньоклітинних аморфних БМН і позаклітинних кристалічних БМН Висновки. Бактерії-продуценти БМН доцільно використовувати як генні вектори і системи адресної доставки ЛЗ до пухлин, що біомінералізують БМН.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: