Ученые нашли способ борьбы с опасным грибком Candida auris

Новое исследование показало, что природное соединение, содержащееся во многих растениях, подавляет рост устойчивых к лекарственным препаратам грибов рода Candida, включая наиболее вирулентный вид Candida auris, представляющий собой новую глобальную угрозу здоровью.

В журнале ACS Infectious Diseases опубликовано открытие, которое сделали ученые из Университета Эмори.

Эксперименты в лабораторных условиях показали, что природное соединение, водорастворимый танин, известный как PGG, блокирует 90% роста четырех различных видов грибков Candida (на фото). Исследователи также выяснили, как PGG подавляет рост: Он захватывает молекулы железа, по сути, лишая грибки важнейшего питательного вещества.

В отличие от существующих противогрибковых препаратов, механизм PGG не способствует развитию устойчивости грибков к лекарственным препаратам. Эксперименты в лабораторных условиях также показали минимальную токсичность PGG для клеток человека.

Лекарственно-устойчивые грибковые инфекции — растущая проблема здравоохранения, однако в разработке новых противогрибковых препаратов мало, — говорит Кассандра Куаве, старший автор исследования, доцент кафедры дерматологии медицинского факультета Эмори и Центра изучения здоровья человека.

Наши результаты открывают новый потенциальный подход к борьбе с этими инфекциями, в том числе вызванными смертельно опасной Candida auris.

C. auris часто обладает множественной лекарственной устойчивостью и высоким уровнем смертности, что позволило Центру по контролю и профилактике заболеваний (CDC) отнести его к серьезной глобальной угрозе здоровью.

Это очень опасное заболевание, — говорит Льюис Маркес, первый автор исследования и аспирант программы молекулярных систем и фармакологии Университета Эмори.

От 30 до 60% людей, заразившихся C. auris, в конечном итоге умирают.

Возникающая угроза

Candida — это дрожжи, часто встречающиеся на коже и в пищеварительном тракте здоровых людей. Некоторые виды дрожжей, например Candida albicans, иногда выходят из-под контроля и вызывают у людей легкие инфекции.

В более серьезных случаях Candida может проникать вглубь организма и вызывать инфекции кровеносной системы или таких органов, как почки, сердце или мозг. Люди с ослабленным иммунитетом, в том числе многие пациенты больниц, наиболее подвержены риску инвазивных инфекций Candida, к которым быстро развивается лекарственная устойчивость.

В 2007 году новый вид Candida — C. auris — был выделен у одного из пациентов больницы в Японии. С тех пор C. auris вызвал вспышки инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи, более чем в десятке стран мира, причем только в США было зарегистрировано более 3000 клинических случаев.

Природный» подход к созданию лекарств

Куаве — этноботаник, изучающий, как традиционные народы использовали растения в медицине для поиска новых перспективных кандидатов для современных лекарств. Ее лаборатория занимается созданием библиотеки натуральных продуктов Quave, которая содержит 2500 ботанических и грибных натуральных продуктов, выделенных из 750 видов растений, собранных в разных уголках мира.

Мы не используем случайный подход к поиску новых потенциальных антимикробных препаратов, — говорит Куэйв.

Сосредоточение внимания на растениях, используемых в традиционной медицине, позволяет нам быстро находить биологически активные молекулы.

Ранее в лаборатории Куэйва было обнаружено, что ягоды бразильского перечного дерева — растения, веками используемого народными целителями Амазонии для лечения кожных инфекций и некоторых других заболеваний, — содержат богатое флавонами соединение, которое обезвреживает устойчивые к лекарствам стафилококки.

Лаборатория Quave также обнаружила, что листья бразильского перечного дерева содержат PGG — соединение, которое в предыдущих исследованиях показало антибактериальную, противораковую и противовирусную активность.

Так, в исследовании лаборатории Quave, проведенном в 2020 г., было обнаружено, что PGG подавляет рост карбапенем-резистентной Acinetobacter baumannii — бактерии, которая инфицирует людей и отнесена Центром по контролю и профилактике заболеваний США к одной из пяти актуальных угроз.

Бразильское перечное дерево, инвазивный сорняк во Флориде, относится к семейству ядовитых плющей.

PGG неоднократно появлялся в наших лабораторных исследованиях растительных соединений, полученных из представителей этого семейства растений, — говорит Куаве.

Вполне логично, что эти растения, произрастающие в очень влажной среде, могут содержать молекулы для борьбы с различными патогенами.

Результаты экспериментов

В лаборатории Квейва решили проверить, проявит ли PGG противогрибковую активность в отношении Candida.

Эксперименты в лабораторных условиях показали, что PGG блокирует около 90% роста 12 штаммов четырех видов Candida: C. albicans, C. auris с множественной лекарственной устойчивостью и двух других видов Candida, не являющихся альбиносами, с множественной лекарственной устойчивостью.

PGG — это крупная молекула, известная своими железосвязывающими свойствами. Исследователи проверили роль этого свойства в противогрибковой активности.

Каждая молекула PGG может связывать до пяти молекул железа, — поясняет Маркес.

Когда мы добавляли в блюдо больше железа, чем связывали молекулы PGG, грибы снова нормально росли.

Эксперименты на блюдах также показали, что PGG хорошо переносится клетками почек, печени и эпителия человека.

Железо в клетках человека, как правило, не является свободным железом, — говорит Маркес.

Оно обычно связано с белком или находится внутри ферментов.

Потенциальное средство для местного применения

Предыдущие исследования PGG на животных показали, что молекула быстро метаболизируется и выводится из организма. Вместо внутреннего лечения исследователи изучают его потенциальную эффективность в качестве местного противогрибкового средства.

Если на коже пациента, в которую имплантирован катетер или другой медицинский инструмент, возникает инфекция Candida, то местное противогрибковое средство может предотвратить распространение инфекции и ее проникновение в организм, — говорит Маркес.

В качестве следующего шага исследователи испытают PGG в качестве местного средства для лечения грибковых инфекций кожи на мышах.

Тем временем Куаве и Маркес подали заявку на предварительный патент на использование PGG для борьбы с грибковыми инфекциями.

Еще одна идея, которая нас интересует, — это потенциальное использование PGG в качестве микробного препарата широкого спектра действия, — говорит Куаве.

Многие инфекции, возникающие при острых травмах, таких как раны на поле боя, имеют полимикробную природу, поэтому PGG может стать полезным средством местного лечения в таких случаях.

Источник фото: https://www.inaturalist.org/observations/110124499

13.09.2023