Устойчивые к антибиотикам бактерии могут стать серьезной угрозой для здоровья в ближайшие десятилетия, но теперь выясняется, что новые антибиотики могли быть внутри нас все это время.
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.
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.
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».
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.
«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».
AMP 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.
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».
Исследователи говорят, что это исследование 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.
