Ученые из России и Китая установили, что белок тихоокеанских мидий способен повышать эффективность традиционных антибиотиков против золотистого стафилококка и кишечной палочки — бактерий, вызывающих инфекции кожи, дыхательных путей и пищеварительного тракта. Сам по себе белок не уничтожает микроорганизмы, однако подавляет их деление и препятствует формированию колоний, делая их более уязвимыми к действию лекарств. Разработка может стать основой для создания комбинированных препаратов, предназначенных для борьбы с устойчивыми к существующим средствам инфекциями у человека и животных. Подробности — в материале «Известий».
Как гигантские мидии усилили действие антибиотика
Многие антибиотики, применяемые в медицине и сельском хозяйстве, постепенно теряют эффективность из-за роста устойчивости бактерий. В связи с этим ученые ищут как новые препараты, так и способы усилить действие уже существующих. Один из подходов — использование вспомогательных веществ, которые сами по себе не уничтожают микроорганизмы, но помогают лекарствам преодолевать их защитные механизмы.
Исследователи из Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН (Владивосток), Хэйлунцзянского университета (Китай) и Иланского государственного университета (Тайвань) установили, что белок лектин, выделенный из тихоокеанской гигантской мидии (мидии Грея), способен повышать эффективность антибиотиков.
«Лектины — это белки, которые помогают мидиям распознавать чужеродные клетки, например бактерии и грибки, попавшие в организм. Благодаря этому иммунная система моллюсков способна быстро распознать опасность и противостоять инфекциям», — говорится в определении.
Авторы выделили из тихоокеанских мидий лектин CGL и исследовали, как он взаимодействует с широко используемым в медицине антибиотиком гентамицином. Специалисты внесли смесь антибиотика с лектином в культуры золотистого стафилококка и кишечной палочки. Эти бактерии часто вызывают инфекции кожи, дыхательных путей и пищеварительного тракта и утратили чувствительность к ряду известных антибиотиков. Для сравнения ученые провели такие же эксперименты с гентамицином и лектином по отдельности.
Оказалось, что сам по себе лектин не убивает микроорганизмы, но при этом препятствует их размножению. Кроме того, вещество не дает бактериям формировать биопленки — сообщества, повышающие их устойчивость к лекарствам. Благодаря этим свойствам лектин повысил эффективность гентамицина против золотистого стафилококка в 2,8 раза и против кишечной палочки в 1,35 раза.
— Мы впервые показали, что лектин из тихоокеанских мидий может работать как «усилитель» традиционных антибиотиков. Его применение в сочетании с существующими препаратами позволит эффективнее бороться с инфекциями и продлить срок их использования, несмотря на рост устойчивости микроорганизмов, — рассказала научный сотрудник лаборатории химии неинфекционного иммунитета ТИБОХ им. Г.Б. Елякова ДВО РАН Татьяна Мизгина.
В дальнейшем исследователи планируют изучать усиливающий эффект лектинов в комбинации с антибиотиками против различных микроорганизмов, включая возбудителей грибковых инфекций, добавила она.
В России постепенно распространяется эпидемия пастереллеза — опасного для скота заболевания. Очаги инфекции выявлены уже в 10 регионах, в том числе в Новосибирской, Омской, Томской, Свердловской, Самарской и Пензенской областях.
— Могу предположить, что есть лектины, которые могут оказывать воздействие на возбудителей пастереллеза. Возможно, наш тоже мог бы связаться с этими бактериями, но мы пока не проводили такие исследования, — рассказала Татьяна Мизгина «Известиям».
Проблема устойчивых супербактерий
Разработка новых антибиотиков и повышение эффективности уже существующих остаются крайне актуальными задачами, рассказал «Известиям» эксперт Национальной технологической инициативы «Хелснет» и союза «Здоровье здоровых» Андрей Мартюшев-Поклад. По его словам, это связано с широким распространением устойчивости бактерий к лекарственным препаратам.
— Одна из причин такой ситуации — злоупотребление антибиотиками и недостаточное внимание к повышению сопротивляемости организма инфекциям, — отметил эксперт. — При одновременном воздействии на бактерии компонентов естественной защиты, таких как лектины, и антибиотиков эффект оказывается выше. Это также позволит снизить дозировку препаратов без потери эффективности и, как следствие, уменьшить риск побочных эффектов, — отметил эксперт.
Антимикробные пептиды мидий обеспечивают им защиту в среде, насыщенной микроорганизмами, и будучи важнейшей частью врожденного иммунитета. Эти организмы сформировали целый арсенал средств защиты от инфекций, позволяющих им выживать, добавил руководитель сегмента «Умные цепи поставок» рабочей группы FoodNet (Фуднет) НТИ Сергей Косогор. По его словам, именно это свойство представляет особый интерес в контексте борьбы с устойчивостью бактерий к антибиотикам.
— Антимикробные пептиды моллюсков — это не просто набор защитных молекул, а сложная, тонко настроенная система, обеспечивающая иммунитет и взаимодействие с микробиотой. Их способность воздействовать на вирулентность бактерий открывает новые возможности для создания препаратов, способных частично заменить антибиотики. Кроме того, разработка на их основе функциональных пищевых продуктов может стать перспективным направлением в профилактике хронических заболеваний, связанных со старением, включая рак, атеросклероз и диабет, — отметил эксперт.
Морская среда отличается высокой биологической конкуренцией. Моллюски, губки, водоросли и морские микроорганизмы выработали широкий спектр антимикробных пептидов. Многие из них обладают необычными механизмами действия, ценными в борьбе с устойчивыми инфекциями, отметил директор по стратегическому маркетингу и развитию портфеля продуктов «Р-Фарм» Андрей Бурков.
Исследования молекул, подобных белку из тихоокеанских мидий, представляют большую ценность. Такие соединения могут повышать чувствительность бактерий к антибиотикам, нарушая их рост и способность формировать биопленки. В перспективе это может лечь в основу комбинированных препаратов, где один компонент усиливает действие другого, считает директор по стратегическому маркетингу и развитию портфеля продуктов «Р-Фарм» Андрей Бурков. По его словам, подобные подходы способны продлить эффективность существующих антибиотиков, сдерживать распространение устойчивых бактериальных инфекций и стать основой для новых классов препаратов.
Предложенный учеными метод действительно может дать вторую жизнь антибиотикам и помочь многим пациентам, однако необходимы тщательные исследования безопасности таких препаратов, добавил разработчик образовательных программ, лидер Клубов мышления, эксперт НТИ Александр Васенев.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) и правительством Приморского края, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Верите ли вы, что природные компоненты могут быть эффективнее современных синтетических препаратов?