Одной из самых серьезных всемирных проблем здравоохранения является повышение количества устойчивых к антибиотикам бактериальных инфекций. Ожидается, что к 2050 году количество смертей от таких заболеваний составит 10 миллионов смертей ежегодно. Некоторые из самых заразных и устойчивых к антибиотикам бактериальных патогенов стали главной причиной смертельно опасных инфекций, которыми люди заражаются в больницах. Особенно такие инфекции опасны для людей с нарушениями иммунитета и тех, кто серьезно болен. Традиционный непрерывный синтез антибиотиков просто не успевает за эволюцией бактерий.
Чтобы избежать непрерывного процесса синтеза новых антибиотиков, ученые попытались найти новый, натуральный источник молекул с антибактериальными свойствами. И они смогли найти такие молекулы в нашем собственном теле.
Команда ученых из университета пенсильвании смогла обнаружить новейшие пептиды, или же цепочки аминокислот, которые могут противодействовать болезнетворным бактериям. Биохимики во главе с доктором Анжелой Цезаро идентифицировали три отличающихся друг от друга антибактериальных пептида, происходящих из протеина человеческой плазмы. После чего они продемонстрировали возможности этих пептидов на мышах.
Аполипопротеин В представляет собой протеин плазмы крови, который переносит липиды вроде холестерола в теле человека. Однако когда этот протеин распадется, пептиды, из которых он состоял, проявляют совсем другие функции.
Биохимики изолировали три пептида от аполипопротеина В. После чего протестировали их способности противодействовать различным типам бактерий. В том числе и тем, которые вызывают стафилококковые инфекции и пневмонию.
Каждый из трех пептидов смог проникнуть сквозь цитоплазматическую мембрану бактерии, убить клетку и затормозить рост биопленки. Кроме этого, когда их применяли в сочетании друг с другом или с фармацевтическими антибиотиками, антибактериальный эффект этих пептидов значительно повысился. И для того, чтобы сражаться с инфекцией, понадобились меньшие дозы.
Команда ученых также попыталась выяснить, способствуют ли обнаруженные ими пептиды устойчивости к антибиотикам у бактерий.
Существует множество способов, с помощью которых наши иммунные клетки и антибактериальные пептиды сражаются с бактериальными инфекциями. Что уникально для изучаемых учеными пептидов, так это их способность атаковать бактериальную мембрану. На построение этой структуры и ее поддержание бактерии требуется множество различных генов. Обычные антибиотики атакуют только один ген или свойство бактериальной клетки. И бактерии довольно легко выработать устойчивость. Но так как обнаруженные учеными пептиды атакуют разные «мишени» одновременно, то это значительно тормозит рост устойчивости к антибиотикам.
Ученые провели целый ряд исследований эволюции устойчивости к антибиотикам. Поразительно, насколько быстро формировалась у бактерий устойчивость к обычным антибиотиками. В отличие от них, обнаруженные в плазме пептиды не приводили к отбору такого рода.
Работа ученых открывает новый путь для открытий целого ряда новых антибиотических функций у протеинов, не имеющих отношения к иммунной системе. А сейчас новые антибиотики становятся все более необходимы.
Завершающим этапом исследования стал искусственный синтез одного из пептидов и проверка его на мышах. В ходе проведения эксперимента этим синтетическим пептидом лечили кожную бактериальную инфекцию. Инфекция была полностью устранена через четыре дня после применения одной единственной дозы.
Ученые продолжат поиски других пептидов с подобными свойствами не только в плазме крови, но и в других частях тела человека.
Пептиды — очень интересные и загадочные соединения. Считается, что именно они и стали началом для зарождения жизни. И возможно, они имеют внеземное происхождение.
По материалам Phys.org
Читайте также:
Устойчивость к антибиотикам стала третьей ведущей причиной смерти в мире
У медведей в Скандинавии обнаружились инфекции, устойчивые к антибиотикам
