Устойчивые к антибиотикам бактерии могут стать серьезной угрозой здоровью в ближайшие десятилетия, но теперь выясняется, что новые антибиотики могли быть внутри нас все это время. Исследователи из Университета Пенсильвании использовали алгоритм "поиска", чтобы найти десятки потенциальных антимикробных пептидов в человеческом организме.  

Золотистый стафилококк - одна из бактерий, против которых оказались эффективны новые антимикробные пептиды

 

По мере того, как постоянно развивающиеся бактерии вырабатывают устойчивость к нашим лекарствам, ранее излечимые инфекции снова становятся опасными - по прогнозам, к 2050 году эти "супербактерии" могут стать причиной 10 миллионов смертей в год. Поскольку наша последняя линия обороны уже начала давать сбои, ученые ищут новые лекарства в самых разнообразных местах, включая зеленый чай, цветы табака, грудное молоко человека, яд гремучей змеи, кожу лягушки, грибы и даже молоко утконоса.

В новом исследовании ученые искали новые антимикробные пептиды (AMPs)* в человеческом организме. Подобно поисковой функции для нахождения конкретных слов или фраз в документе, они использовали алгоритм для поиска пептидов с антимикробными свойствами в протеоме человека - полной библиотеке белков, кодируемых геномом человека.

Команда начала со сканирования протеома в поисках пептидов с характеристиками, общими для всех антимикробных пептидов, а именно: имеющих длину от 8 до 50 аминокислот, положительный заряд и содержащих как гидрофобные, так и гидрофильные части. В результате поиска было найдено 2 603 совпадения, и, что интересно, они не имели никакой связи с иммунной системой человека, что позволило команде назвать их "закодированными пептидами".

Затем исследователи отобрали 55 таких пептидов и проверили их эффективность против восьми патогенных бактерий, включая E. coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Инфекции, вызванные этими бактериями, часто приобретаются в больницах и являются очень опасными и трудноизлечимыми.

Ученый из Пенсильвании Сезар де ла Фуэнте, также придумал и разработал электрохимический тест для диагностики коронавируса

 

"Мы обнаружили, что 63,6 процента из этих 55 закодированных пептидов проявили противомикробную активность", - говорит Сезар де ла Фуэнте, ведущий научный сотрудник исследования. "Интересно, что эти пептиды не только боролись с инфекцией, вызванной одними из самых вредных бактерий в мире, но и воздействовали на полезные для нас микроорганизмы, обитающие в кишечнике и на коже. Мы предполагаем, что это может указывать на модулирующую роль микробиоты, которой также могут обладать эти пептиды"

AMPs работали еще лучше, когда их объединяли с другими пептидами из того же сегмента организма, при этом их антимикробная эффективность увеличивалась в 100 раз. В ходе испытаний на мышах команда обнаружила, что новые AMP действуют так же успешно, как и существующие антибиотики, не вызывая при этом никаких видимых признаков токсичности. В ходе следующей серии тестов проверялось, смогут ли эти закодированные пептиды повлиять на развитие устойчивости бактерий. И здесь результаты также выглядят многообещающими.

"Мы выяснили, что эти закодированные пептиды атакуют бактерии, проникая через их внешние мембраны, являющиеся неотъемлемым элементом выживания", - говорит де ла Фуэнте. "Такое разрушительное воздействие на мембрану потребовало бы большого количества энергии и нескольких поколений мутаций для создания устойчивости у бактерий, что указывает на то, что эти недавно открытые пептиды являются хорошими кандидатами в эффективные антибиотики."

Ученые говорят, что это исследование не только может привести к созданию новых природных антибиотиков для борьбы с растущей угрозой супербактерий, но и методика их поиска может помочь обнаружить скрытые терапевтические молекулы для лечения других болезней и  патологий.

*Антимикробные пептиды (AMPs)  – молекулы, состоящие из 8 -50 аминокислотных остатков, обладающие антимикробной активностью, являющиеся ключевым компонентом систем иммунной защиты организмов. (Википедия)