Новости

24 января, 2022 17:12

В тихом окуне: как рыбы помогут победить супербактерии

Источник: Известия
Использование веществ, вырабатываемых организмом морского окуня, может позволить вернуть в клиническую практику антибиотики, к которым бактерии уже сформировали устойчивость, выяснили российские ученые. На основе полученных данных вероятна разработка инновационных препаратов, эффективных против эволюционировавших патогенов. Использование особых белков-пептидов может лечь в основу новой стратегии борьбы с супербактериями, хотя не исключено, что через некоторое время и с ними микробы научатся справляться, считают эксперты.
Источник: ТАСС / Cristian Umili

Плавали, знаем

Устойчивые к антибиотикам инфекции ежегодно вызывают более 700 тыс. смертей во всем мире. По прогнозам ВОЗ, к середине XXI века этот показатель превысит уровень смертности от рака и будет уносить более 10 млн жизней в год. Поэтому ученые во всем мире ищут способ справиться с этой проблемой.

Один из потенциальных источников новых антибиотиков — так называемые антимикробные пептиды. Это вещества, которые вырабатывают живые организмы для борьбы с инфекциями и опухолями. Уже открыто более 3 тыс. антимикробных пептидов природного происхождения. В Ставропольском государственном медицинском университете исследовали активность пептида Epi-1, который продуцируется клетками оранжево-пятнистого морского окуня. Также в исследования включили hBD-3, вырабатываемый эпителиальными клетками человека.

Если антибиотики направлены на одну конкретную бактерию, то пептиды действуют на мембраны и внутриклеточные мишени патогена, тем самым обеспечивая высокую активность против устойчивых к препаратам микроорганизмов, рассказали разработчики. В эксперименте была исследована сила действия данных пептидов против золотистых стафилококков и ряда штаммов синегнойной палочки, клебсиеллы и ацинетобактера.

— Важно было понять, эффективны ли антимикробные пептиды против таких супербактерий, — рассказал руководитель исследования, сотрудник Ставропольского государственного медицинского университета Альберт Болатчиев. — Чтобы проверить, как работают пептиды hBD-3 и Epi-1, был использован так называемый метод шахматной доски, когда углубления в планшете заполняют раствором с бактериями и добавляют в них разные дозы антимикробных веществ.

Оказалось, что пептиды очень эффективны и прекрасно работают «в пробирке». В ходе эксперимента ученые также определили минимальные подавляющие концентрации против ряда устойчивых к антибиотикам бактерий.

Пептидный удар

На втором этапе надо было проверить, эффективны ли трестируемые пептиды в живом организме. Для этого исследователи заразили лабораторных мышей летальной дозой бактерий и ввели им пептиды в разных комбинациях, в том числе вместе с антибиотиком из группы карбапенемов — популярным для борьбы с бактериями препаратом.

— Сам по себе, «соло», антибиотик не смог бы вылечить животных, так как мышей заражали штаммами бактерий, устойчивых к этому препарату, — пояснил Альберт Болатчиев. — Перед нами стояла задача оценить, как работает комбинация «пептид человека+антибиотик» в сравнении с hBD-3 в монотерапии (когда применяют только одно лекарство. — «Известия»), антибиотиком в монотерапии и комбинацией двух пептидов — из окуней и человека.

Спустя пять суток после заражения в контрольной группе погибли все животные, то же самое произошло с мышами, которые получали только антибиотик. Зато 63% грызунов, получивших однократную инъекцию hBD-3, выжили. Чуть больше мышей избежали смерти благодаря одновременному введению изучаемых веществ из организма человека и рыб, а также при использовании сочетания пептида и антибиотика.

На основании результатов экспериментов ученые сделали вывод, что применение антимикробных пептидов может сделать бактерии вновь чувствительными к классическим антибиотикам. Итоги этого исследования, проведенного при поддержке президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в журнале Antibiotics.

Сопротивление полезно

Ученые отмечают, что нужны дополнительные исследования по определению доз и комбинаций пептидов с антибиотиками, чтобы применять эти вещества для преодоления антибиотикорезистентности. Эксперты подчеркнули важность проведения таких работ, но и рассказали «Известиям» о недостатках применения пептидов.

Ведущий научный сотрудник Научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение» Сеченовского университета Анастасия Шпичка считает, что у антимикробных пептидов есть ряд явных преимуществ перед обычными антибиотиками.

— К ним относится более медленное возникновение резистентности, антибиопленочная активность широкого спектра и способность модулировать иммунный ответ, — пояснила эксперт. — Восприимчивость бактерий к антимикробным пептидам может также стать дополнительным инструментом в расширении знаний об эволюции устойчивости к противомикробным препаратам.

По мнению Анастасии Шпички, применение совместно отдельных пептидов, воздействующих или на бактериальную клеточную мембрану, или на внутриклеточную мишень, или нескольких пептидов, синергетически действующих на одну мишень, может лечь в основу новых подходов в борьбе с повышением антибиотикоустойчивости.

— Что касается совместного применения недостаточно эффективных в виде монотерапии природных антимикробных пептидов в комбинации с антибиотиками, это интересно в плане научных исследований, — считает заместитель директора по научной работе НИИ антимикробной химиотерапии Смоленской государственной медицинской академии Андрей Дехнич. — Но в реальности пока вряд ли фармкомпании будут вкладывать средства в развитие препарата, который обладает некоторым синергизмом с традиционными антибиотиками. Кроме того, после распространения практики применения природных антимикробных пептидов для лечения бактериальных инфекций патогены смогут обрести устойчивость и к ним.

Несмотря на огромное число известных антимикробных пептидов, все они пока находятся на доклинической стадии, отметил эксперт.

28 марта, 2024
Ученые ИТМО создали более долговечные синие перовскитные светодиоды
Ученые ИТМО нашли новый способ получения синего излучения у перовскитных нанокристаллов. Он позвол...
28 марта, 2024
Ученые научились управлять мощностью электронного пучка в течение его импульса
В Институте сильноточной электроники СО РАН модернизирована уникальная научная электронно-пучковая...