Бактерии-экстремофилы могут стать основой для создания антибиотиков нового поколения. Учёные Псковского государственного университета совместно со специалистами биоресурсного центра Института физиологии РАН изучают вещества, которые эти микроорганизмы вырабатывают для выживания в условиях, губительных для большинства живых существ. Об этом пишет газета «Известия».
Исследования сосредоточены на цианобактериях – сине-зеленых водорослях, способных существовать при высоких температурах, повышенной солёности, а также в кислой или щелочной среде. Учёные провели скрининг штаммов, доставленных из различных экстремальных мест обитания, чтобы определить виды с наиболее выраженной биологической активностью.
Поскольку данные соединения ранее не применялись для борьбы с инфекциями, препараты на их основе потенциально могут быть эффективны против патогенов, устойчивых к существующим лекарствам.
Профессор ПсковГУ Андрей Фролов сообщил, что многие штаммы продемонстрировали противораковую, антиоксидантную, антимикробную и нейропротекторную активность. В качестве первого основного кандидата учёные выбрали штамм рода Desertifilium – В-1220 Desertifilium sp, который показал наиболее сбалансированное сочетание полезных свойств.
Недостатком этой культуры, по словам исследователей, является медленный набор биомассы. За два месяца культивирования удалось получить около 60 г сухого вещества. После этого из него изготовили экстракт, из которого выделили 12 индивидуальных соединений с подтвержденной чистотой. В ближайшее время учёные планируют с помощью ядерной спектроскопии окончательно установить их структуру, а затем детально изучить спектр биологической активности.
Андрей Фролов пояснил, что дальнейшая задача заключается в определении, какие именно из 12 соединений отвечают за суммарную активность экстракта. Из них отберут наиболее эффективные вещества, которые могут стать основой для разработки потенциального нового лекарственного средства.
На следующем этапе биологически активные структуры будут модифицировать таким образом, чтобы они легче проникали в клетки человека. Параллельно специалисты планируют изучить механизм их действия, чтобы повысить эффективность будущих препаратов.
По словам Фролова, одной из главных проблем антибиотиков старых поколений является развитие устойчивости у болезнетворных бактерий. Для преодоления резистентности сегодня применяются сложные схемы лечения, которые зачастую небезопасны, например, для печени. Подход псковских учёных заключается в привлечении принципиально нового источника молекул – из цианобактерий.
Он также отметил, что эти микроорганизмы вырабатывают активные вещества для поддержания собственной жизнедеятельности и защиты от опасных для них организмов. Помимо антибиотиков, такие соединения потенциально могут применяться для уничтожения раковых клеток или защиты нейронов при нейродегенеративных заболеваниях.
По словам доцента кафедры общей и клинической фармакологии медицинского института РУДН Ольги Бутрановой, поиск новых источников антибактериальных препаратов сегодня является одним из ключевых направлений медицинской науки. Это связано с широким распространением устойчивости к антибиотикам. Согласно прогнозам ВОЗ, к 2050 году из-за резистентности ежегодно могут погибать до 10 млн человек.
Специалист отметила, что с начала 2000-х годов предпринималось множество попыток создать новые химические структуры с антибактериальным эффектом, однако на рынок вышло крайне мало принципиально новых препаратов. В большинстве случаев это лишь новые представители уже известных групп, что не решает проблему в корне.
Исследуемый псковскими учёными штамм цианобактерий остаётся малоизученным в мировой практике как источник антибиотиков, что делает разработки на его основе особенно перспективными. По словам Бутрановой, новые противомикробные препараты могут быть активны против таких значимых возбудителей, как кишечная палочка, синегнойная палочка, золотистый стафилококк и микобактерия туберкулёза.
Академический руководитель образовательной программы «Прикладной анализ данных в медицинской сфере» МФТИ Станислав Отставнов также отметил, что цианобактерии нередко называют настоящей сокровищницей в поиске новых антибиотиков. По его мнению, они способны внести заметный вклад в борьбу с бактериальными инфекциями, однако до практического применения предстоит пройти долгий путь – разработать препараты, провести необходимые испытания и наладить их промышленное производство.
Иммунолог Михаил Болков подчеркнул, что поиск новых антибактериальных средств остаётся всегда актуальным, а набор возможных антибиотиков должен быть максимально широким, чтобы успешно противостоять устойчивым бактериям. Он выразил надежду, что полученные молекулы окажутся эффективными.