В организме человека найдены десятки новых природных антибиотиков
В нас самих есть оружие против бактерий.
Устойчивые к антибиотикам бактерии могут стать серьезной угрозой для здоровья в ближайшие десятилетия, но теперь выясняется, что новые антибиотики могли быть внутри нас все время. Исследователи из Пенсильванского университета использовали алгоритм “поиска“, чтобы найти десятки потенциальных 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 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 ча, цветы табака, грудное молоко, яд гремучей змеи, кожу лягушки, грибы и даже молоко утконоса.
Для нового исследования исследователи искали новые антимикробные пептиды (AMP) в организме человека. Подобно функции поиска для поиска определенных слов или фраз в документе, они использовали алгоритм для поиска пептидов с антимикробными свойствами в протеоме человека, полной библиотеке белков, производимых в организме. Команда начала со сканирования протеома на наличие пептидов с характеристиками, общими для всех AMP, а именно, длиной от восьми до 50 аминокислот, положительным зарядом и содержащими как гидрофобные, так и гидрофильные части. Этот поиск дал 2603 совпадения, и, что интересно, они не имели никакого отношения к иммунной системе, что привело к тому, 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 этих 55 зашифрованных пептидов проявляют антимикробную активность“, - говорит 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 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 там тоже кажутся многообещающими.
“Мы обнаружили, что эти зашифрованные молекулы атакуют бактерии, проникая через их внешние мембраны, неотъемлемую органеллу для выживания“, - говорит де ла Фуэнте. “Это более разрушительное проникновение через мембрану 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 и метод, используемый для их обнаружения, также может помочь раскрыть скрытые терапевтические молекулы для других болезней.