Российский ученый исследовал эффективность природных антимикробных пептидов человека и окуня против бактерий. Молекулы оказались способны не только бороться с устойчивыми к антибиотикам патогенами, но и, вероятно, возвращать микроорганизмам чувствительность к лекарствам. Кроме того, сочетание разных пептидов может иметь синергический эффект. Статья опубликована в журнале Antibiotics.
Устойчивость бактерий к антибиотикам стала одной из наиболее серьезных угроз современности. Такие инфекции ежегодно приводят к гибели более 700 тысяч человек во всем мире. По прогнозам, к середине XXI века эта цифра превысит 10 млн смертей в год. Группа антибиотиков карбапенемов относится к лекарствам резерва, которые применяются для терапии самых тяжелых бактериальных болезней. Однако некоторые микроорганизмы вырабатывают устойчивость и к ним. Нужен совершенно новый подход к борьбе с резистентностью. Одним из потенциальных источников новых препаратов могут стать короткие — всего в несколько аминокислотных остатков — антимикробные пептиды, которые вырабатывают живые организмы для борьбы с разными инфекциями и опухолями. Благодаря своему положительному заряду они связываются с отрицательно заряженными мембранами патогена, нарушая их целостность, а также проникая внутрь и негативно влияя на синтез РНК и ДНК.
Альберт Болатчиев из Ставропольского государственного медицинского университета исследовал активность двух таких пептидов — бета-дефензина-3 (hBD-3) человека и эпинецидина-1 (Epi-1) оранжево-пятнистого морского окуня, — а также получил их трехмерные модели молекул при помощи искусственного интеллекта. Эксперименты на метициллин-устойчивых золотистых стафилококках, вызывающих пневмонию и сепсис, и карбапенем-устойчивых штаммах синегнойной палочки, вызывающих менингиты и сепсисы с абсцессами, показали эффективность как самих пептидов, так и их сочетания с антибиотиками — в этом случае их требовалось втрое меньше.
Автор опробовал такой подход в лечении сепсиса у мышей, вызванного инъекцией летальных доз устойчивых к карбапенемам бактерий. Без лечения умирали все инфицированные животные, и терапия одним карбапенемом была полностью неэффективна. Однако лечение hBD-3 обеспечило выживаемость 63,3% животных. Совместное применение сразу двух пептидов оказалось еще более действенным. При этом использование карбапенема совместно с hBD-3 увеличило выживаемость до 83,7%. Это может быть связано с тем, что hBD-3 делал бактерии чувствительными к антибиотикам.
«Внедрение антимикробных пептидов как замены антибиотикам осложняется их дороговизной. Предложенный в этой работе подход позволяет снизить стоимость нового препарата за счет комбинации. Кроме того, можно сделать осторожный вывод, что применение антимикробных пептидов способно вернуть чувствительность бактерий к классическим антибиотикам. Конечно, это предварительные выводы, и для их подтверждения необходимы дополнительные исследования. Мы пока не можем точно сказать, почему бактерии становятся более чувствительными к антибиотикам при совместном применении с антимикробными пептидами. Пептиды, помимо прямого повреждающего действия на бактерии, обладают различным спектром иммуномодулирующих эффектов, которые можно проверить только в экспериментах на животных. В будущем мы планируем более детально изучить природу этого феномена», — рассказывает Альберт Болатчиев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
