Frontiers in Microbiology: На глубине моря в Арктике найдены новые антибиотики

Антибиотики — это основа современной медицины. Они нужны, чтобы предотвратить заражение опасными инфекциями у людей с открытыми ранами или после операции.

Но существует глобальный кризис антибиотиков, так как появляются устойчивые к ним штаммы бактерий, а открытие новых антибиотиков замедляется.

Есть надежда, что новые антибиотики будут найдены: 70% всех существующих антибиотиков были получены из актинобактерий, обитающих в почве. Большинство сред на Земле ещё не исследованы на предмет наличия таких бактерий.

Поиск актинобактерий в других средах обитания может привести к открытию новых молекул, которые не убивают бактерии полностью, а лишь снижают их способность вызывать заболевания. Это перспективно, потому что патогенным штаммам трудно выработать устойчивость к таким соединениям, и они с меньшей вероятностью вызовут побочные эффекты.

Профессор Хельсинкского университета Пяйви Таммела и её коллеги обнаружили, что некоторые метаболиты актинобактерий могут подавлять вирулентность энтеропатогенной кишечной палочки (EPEC), не влияя на её рост, а также ингибировать рост бактерий.

Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology.

Автоматизированный скрининг соединений-кандидатов

Таммела и коллеги разработали новый метод тестирования сотен неизвестных соединений на вирулентность и антибактериальный эффект одновременно.

Они сосредоточились на штамме EPEC, который вызывает тяжёлую диарею у детей младше пяти лет, особенно в развивающихся странах. Этот штамм прикрепляется к клеткам кишечника человека и вводит в них «факторы вирулентности», чтобы захватить их молекулярный механизм и убить.

Во время экспедиции норвежского исследовательского судна «Кронпринс Хокон» в августе 2020 года из беспозвоночных, обитающих в Арктическом море у берегов Шпицбергена, были выделены четыре вида актинобактерий. Затем бактерии культивировали, извлекли их клетки и разделили содержимое на фракции.

Фракции протестировали in vitro против EPEC, которые прилипают к культивируемым клеткам колоректального рака. В результате учёные обнаружили два неизвестных соединения с сильной противовирусной или антибактериальной активностью: одно из штамма T091-5 рода Rhodococcus, а другое — из штамма T160-2 Kocuria.

Мощные антивирусные эффекты

Соединения проявили два типа биологической активности:

• Ингибируют образование «актиновых пьедесталов» — с их помощью патоген EPEC прикрепляется к слизистой оболочке кишечника.
• Препятствуют связыванию EPEC с рецептором Tir на поверхности клетки хозяина. Это необходимо для перестройки внутриклеточных процессов и возникновения заболевания.

Соединение из T091-5 не замедляло рост бактерий EPEC, в отличие от соединений из T160-2. Поэтому T091-5 — наиболее перспективный штамм, так как у EPEC меньше шансов выработать устойчивость к его действию.

С помощью передовых аналитических методов авторы выяснили, что активное соединение из T091-5 — это фосфолипид. Это класс жирных фосфорсодержащих молекул, которые играют важную роль в клеточном метаболизме.

Таммела сообщает, что далее нужно оптимизировать условия культивирования для получения соединений и выделить их достаточное количество, чтобы изучить структуру и биоактивность.

30.08.2024