В теле человека обнаружены десятки «новых антибиотиков»
Исследователи из Пенсильванского университета обнаружили десятки антимикробных пептидов в организме человека
По мере того, как постоянно развивающиеся бактерии развивают устойчивость к нашим лекарствам, ранее излечиваемые инфекции снова становятся опасными − фактически, по прогнозам, эти «супербактерии» могут вызывать до 10 миллионов смертей в год к 2050 году. Поскольку наша последняя линия защиты уже начинает давать сбои, ученые ищут новые лекарства в самых разных местах, включая зеленый чай, цветы табака, грудное молоко, яд гремучей змеи, кожу лягушки, грибы и даже молоко утконоса. Сегодня мы расскажем, что известно про исследование Пенсильванского университета по поиску новых антибиотиков.
Как учёные нашли новые антибиотики
Для нового исследования ученые искали новые антимикробные пептиды (AMP) в организме человека. Подобно функции для поиска определенных слов или фраз в документе, они использовали специальный алгоритм для обнаружения пептидов с антимикробными свойствами в протеоме человека − полной библиотеке белков, производимых самим организмом. Каков же был старт в этом исследовании новых антибиотиков?
Команда начала со сканирования протеома на наличие пептидов с характеристиками, общими для всех AMP, а именно: длиной от 8 до 50 аминокислот, положительным зарядом и содержанием как гидрофобных, так и гидрофильных частей. Этот поиск дал 2603 совпадения, и, что интересно, они не имели никакого отношения к иммунной системе, так что команда назвала их «зашифрованными пептидами». Разработка новых антибиотиков продолжилась.
Затем исследователи выбрали 55 из этих пептидов и проверили их эффективность против восьми патогенных бактерий, включая E. coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Инфекции, вызванные этими бактериями, часто передаются в больницах и могут быть опасными и трудно поддающимися лечению. Новые антибиотики найдены.
Давайте разберёмся как действуют антибиотики в целом. Отметим, что все антибактериальные препараты по эффекту воздействия на микроорганизмы можно разделить на две большие группы.
-
Бактерицидные. Они вызывают гибель микробов.
-
Бактериостатические. Они препятствуют размножению микроорганизмов. Не способные расти и размножаться, бактерии уничтожаются иммунной системой.
В чём особенность антибиотиков нового поколения
«Мы обнаружили, что 63,6% из 55 зашифрованных пептидов проявляют антимикробную активность», − заявил Сезар де ла Фуэнте, ведущий исследователь исследования. «Интересно, что эти пептиды не только боролись с инфекциями, вызываемыми некоторыми из самых вредных бактерий в мире, но и нацелены на полезные для нас комменсальные организмы кишечника и кожи. Мы предполагаем, что это может свидетельствовать о модулирующей микробиоте роли, которой также могут обладать эти пептиды». Таким образом, это исследование позволило найти новые антибиотики 2021 года.
АМР работают даже лучше, когда их объединяют с другими пептидами из той же области тела, а их антимикробная сила увеличивается «в 100 раз». В ходе испытаний на мышах команда обнаружила, что новые AMP работают так же хорошо, как и существующие антибиотики, не вызывая никаких видимых признаков токсичности. Выходит, что создание новых антибиотиков даст людям огромное преимущество перед новыми и старыми вирусами.
Следующая серия тестов проверяла, будут ли эти зашифрованные пептиды влиять на развитие устойчивости бактерий. И результаты тоже кажутся многообещающими. «Мы обнаружили, что "зашифрованные" молекулы атакуют бактерии, проникая через их внешние мембраны, неотъемлемую для выживания органеллу», − говорит де ла Фуэнте. «Подобное проникновение через мембрану настолько разрушительно, что потребует большого количества энергии и нескольких поколений мутаций для создания устойчивости у бактерий, что указывает на то, что эти недавно открытые пептиды являются хорошими кандидатами для устойчивых антибиотиков». Новые антибиотики выглядят многообещающе.
Учёные говорят, что это исследование по поиску новых антибиотиков не только может привести к новым природным антибиотикам для борьбы с растущей угрозой супербактерий, но также может помочь обозначить ранее скрытые терапевтические молекулы для других болезней.