Открытие антибиотиков позволило справиться с опасными патогенами. Но со временем выяснилось, что бактерии могут приобретать устойчивость к их воздействию. И хотя человечество постоянно изобретает новые средства, проблема резистентности становится все более острой.
Ежегодно от устойчивых к лекарствам инфекций умирают сотни тысяч человек. Согласно отчету, подготовленному медицинскими организациями Великобритании в 2014 году и поддержанному правительством, к 2050 году смертность от лекарственно-устойчивых бактериальных инфекций достигнет 10 млн. человек, то есть этот показатель превысит смертность от онкологических заболеваний. Учитывая сказанное, особый интерес представляет новый пептид – его разработал Скотт Медина (Scott Medina) из Пенсильванского университета. Этот небольшой белок может воздействовать на конкретные патогенные микроорганизмы, не нанося вреда полезным бактериям, необходимым иммунной системе.
Бактериальный дисбаланс как причина заболевания
Скотт Медина, занимающий должность доцента кафедры биомедицинской инженерии, возглавляет команду, которая с самого начала ставила целью разработку «оружия» в борьбе с патогенными микроорганизмами. Результаты работы команды были опубликованы в январе 2021 года в издании Nature Biomedical Engineering, сообщает издание news-medical.net.
Для того чтобы лучше понять суть этой разработки, следует вспомнить, что не все бактерии в нашем организме являются нежелательными чужаками. Есть полезные микроорганизмы, которые сами по себе являются оружием в борьбе с патогенами. Например, те полезные бактерии, которые живут в человеческом кишечнике, защищают от пищевого отравления. Они просто не оставляют места колонизаторам. Если по каким-то причинам таких бактерий не хватает, на их месте быстро появляются патогены.
Антибиотики могут уничтожать болезнетворные бактерии. Но они не действуют избирательно. Поэтому прием таких лекарств убивает и полезных микробов, из-за этого создаются благоприятные условия для развития вторичной инфекции, которая при некоторых заболеваниях может оказаться смертельно опасной.
Суть разработки
Команда, в которую вошел также докторант Эндрю Саймонсон (Andrew W. Simonson), ставила целью разработку пептида, уничтожающего возбудителя туберкулеза. Это заболевание до сих пор является распространенной инфекцией, причем входит в первую десятку причин смертности.
- Зеленый чай и кофе снижают риск смерти у выживших после инсульта и сердечного приступа
- Значение токсина Шига для иммунитета: результаты исследования ученых
- Пробежка раз в неделю снижает риск ранней смерти
Пептид должен был уничтожать палочку Коха, но оставлять полезные бактерии, обеспечивающие иммунитет. Это очень важно, поскольку в последние годы все чаще встречаются лекарственно-устойчивые формы туберкулеза, которые вскоре могут стать глобальной проблемой для всей системы мирового здравоохранения.
Перед командой стояла сложная задача. Чтобы разработать специфическое «оружие» против туберкулеза, ученые изучили сам патоген. Возбудитель этого заболевания покрыт толстой оболочкой, она защищает его от постороннего проникновения, причем даже лучше, чем в случаях с другими болезнетворными бактериями.
Но на этой оболочке имеются своего рода каналы. Через них возбудитель заболевания получает питательные вещества и выводит продукты жизнедеятельности. По словам Скотта Медины, ученые решили попробовать имитировать такие каналы при создании антибактериального препарата. То есть идея была в том, чтобы пробивать похожие дыры в оболочке бактерии и уничтожать микроорганизм.
Успехи команды
В результате разработок был создан пептид, которые разрушают защитную толстую оболочку возбудителя туберкулеза – это делает бактерии восприимчивыми к воздействию антибиотиков и в итоге приводит к их уничтожению. Но при этом пептид не вступает во взаимодействие в другими бактериями. В настоящее время группа Медины продолжает изучение механизма, который позволяет пептиду атаковать только патогенный микроорганизм. Ученые полагают, что это как-то связано с тем, что в составе внешней оболочки болезнетворной бактерии есть определенные жирные кислоты.
По словам Медины, между полезными бактериями и целевым микроорганизмом существует не так много различий. Одно из наиболее значимых – наличие поверхностного липида. Вероятно, именно взаимодействие пептида с этой кислотой дает нужный эффект. Медина подчеркивает, что пептид работает в отношении возбудителя туберкулеза, и уже достигнуто 10-кратное повышение эффективности антибактериальных препаратов в отношении этого микроорганизма.
Однако команде еще предстоит изучить полную модель применения пептида. Ведь такие белки могут разрушаться при инъекционном введении. Более эффективным могло бы стать вдыхание пептида, и тогда его можно выпускать в форме аэрозоля – при легочной болезни это было бы самым целесообразным вариантом.
