شگفتی های کوچک: پپتیدها برای کنترل بیماری ها ۲۰۱۳
Small Wonders: Peptides for Disease Control 2013

استفاده از پپتیدهای ضد میکروبی (AMPs) به عنوان عوامل در کاربردهای درمانی و کشاورزی به واقعیت نزدیک می شود. از اولین توصیف فعالیت های ضد میکروبی آنها تا روش های نوین برای سنتز و سنجش های غربالگری با توان عملیاتی بالا، این دسته از عوامل ضد میکروبی نیروی محرکه پشت توسعه داروهای درمانی و پیشگیرانه نسل بعدی و همچنین در کنترل بیماری های گیاهی بوده است. تاکنون بیش از ۱۷۰۰ AMP طبیعی از طیف گسترده ای از اشکال حیات، از پروکاریوت ها تا انسان، شناسایی شده اند و بسیاری از اینها به عنوان الگوهایی برای طراحی منطقی پپتیدهای مصنوعی با قدرت، ویژگی، پایداری و فراهمی زیستی بهبود یافته، عمل کرده اند. در گذشته تصور می شد که فعالیت ضد میکروبی این پپتیدها به عنوان مختل کننده غشا بسیار یکنواخت است، اما تحقیقات اکنون ماهیت چند منظوره این مولکول ها را به عنوان عوامل حیاتی نه تنها در ایمنی ذاتی میزبان، بلکه به عنوان تعدیل کننده های پاسخ ایمنی تطبیقی در پستانداران یا به عنوان القا کننده پاسخ های دفاعی در گیاهان نشان می دهد. چندین AMP نه تنها صرفاً از طریق تعامل و اختلال در غشاهای سلولی پاتوژن عمل می کنند، بلکه توانایی عبور از غشای سلولی پاتوژن را به روشی غیر مخرب دارند و با اهداف درون سلولی تعامل می کنند و در عملکردهای بیولوژیکی مهم اختلال ایجاد می کنند و منجر به مرگ سلولی می شوند. فناوری AMP پیامدهای فوق العاده ای برای توسعه درمان های جدید و استراتژی های محافظت از گیاهان دارد. این کتاب مجموعه ای از مشارکت های دانشمندان مشهور بین المللی با تمرکز بر کاربردهای درمانی و کشاورزی است. کاربردهای پزشکی امیدوارکننده فناوری پپتیدی شامل درمان عفونت های باکتریایی، قارچی و ویروسی است. تولید پپتیدهای موثرتر، با هدف درمان سرطان، از استراتژی های جدیدی برای طراحی ایمونوژن های پپتیدی برای تحریک آنتی بادی های خاص استفاده می کند. در انسان، پپتیدهایی که پاسخ ایمنی تطبیقی میزبان را تعدیل می کنند، توسط پاتوژن مهاجم به عنوان یک عامل دفاعی شناخته نمی شوند و بنابراین مستعد ایجاد مقاومت توسط پاتوژن نخواهند بود. کاربردهای کشاورزی شامل کنترل بیماری های ویرانگر گیاهی ناشی از پاتوژن های میکروبی است که برخی از آنها منجر به آلودگی مایکوتوکسینی محصولات غذایی و خوراکی می شوند. اگرچه گیاهان و پاتوژن های مختلف آنها جنگ مداومی از مقاومت را علیه یکدیگر به راه می اندازند، اما استراتژی های تراریخته که از AMP ها با حالت های عملکرد مختلف (هم به صورت خارج سلولی و هم درون سلولی) در برابر پاتوژن های هدف استفاده می کنند، باید مکانیسم دفاعی ایجاد کنند که دور زدن و ایجاد مقاومت برای پاتوژن بسیار سخت تر باشد. این کتاب نتیجه سمپوزیوم «شگفتی های کوچک: پپتیدها برای کنترل بیماری» است که در دویست و چهلمین نشست ملی انجمن شیمی آمریکا در بوستون، ایالت ماساچوست، در تاریخ ۲۲-۲۶ آگوست ۲۰۱۰ برگزار شد.

The use of antimicrobial peptides (AMPs) as agents in therapeutic and agricultural applications is nearing reality. From the earliest characterization of their antimicrobial activities to novel methods for their synthesis and high-throughput screening assays, this class of antimicrobial agents has been the driving force behind the development of next-generation therapeutics and preventative medicines as well as in the control of plant diseases. More than 1700 natural AMPs from a wide range of life forms ranging from prokaryotes to humans have been characterized to date and many of these have served as templates for the rational design of synthetic peptides with improved potency, specificity, stability, and bioavailability. Once thought to be very uniform in their antimicrobial activity as membrane disruptants, research is now revealing the multifunctional nature of these molecules as critical players not only in the host’s innate immunity but also as modulators of the adaptive immune response in mammals or as elicitors of defense responses in plants. Several AMPs not only function solely through interaction and disruption of pathogen cellular membranes but also have the ability to cross the pathogen’s cell membrane in a nondestructive manner and interact with intracellular targets interfering with important biological functions and leading to cell death. AMP technology has tremendous implications for the development of novel therapeutics and plant protective strategies. This book assembles contributions by internationally acclaimed scientists with a focus on therapeutic and agricultural applications. Promising medical applications of peptide technology include treatments for bacterial, fungal and viral infections. Production of more effective peptides, targeting the treatment of cancer, utilizes novel strategies for designing peptide immunogens to elicit specific antibodies. In humans, peptides that modulate the host’s adaptive immune response will not be recognized by the invading pathogen as a defense factor and therefore will not be prone to development of resistance by the pathogen. Agricultural applications include control of devastating plant diseases caused by microbial pathogens, some of them resulting in mycotoxin contamination of food and feed products. Though plants and their various pathogens wage a continuous war of resistance against one another, transgenic strategies that utilize AMPs with different modes of action (both extra- and intracellularly) against target pathogens should provide a self defense mechanism that will be much harder for the pathogen to circumvent and develop resistance. This book is the result of the symposium Small Wonders: Peptides for Disease Control held at the 240th National Meeting of the American Chemical Society in Boston, MA, August 22-26, 2010.