В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз

Как сделать препараты для борьбы с грибковыми инфекциями более эффективными, выяснили ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Они обнаружили, что если использовать противомикробные пептиды вместе с определенными ферментами, то их эффективность может увеличиться в 5000 раз.

Эти ферменты называются лактоназами. Они разрушают молекулы, которые помогают грибкам общаться друг с другом и становиться устойчивыми к лекарствам. Благодаря этому комбинированные препараты не дают грибкам стать устойчивыми, и поэтому они работают лучше.

За последние 14 лет в мире почти вдвое увеличилось количество смертей от грибковых инфекций. Сейчас такие инфекции уносят жизни около 3,8 миллиона человек в год.

Это происходит потому, что грибки становятся устойчивыми к лекарствам против них. Лечение теряет эффективность. Грибки приобретают устойчивость к препаратам, когда они «сообща» выделяют вещества, которые делают их сильнее и помогают им противостоять лекарствам.

Грибки общаются между собой с помощью специальных сигнальных молекул. Эти молекулы похожи на слова, которыми люди обмениваются, чтобы договориться о совместных действиях.

Многие из этих сигнальных молекул — производные лактонов, то есть небольшие органические вещества. Если разорвать связь между грибками, не дать им «договориться», это может помочь в борьбе с грибковыми инфекциями. Для этого можно использовать ферменты, которые называются лактоназами. Они могут разрезать лактоны и нарушить „коммуникацию“ грибков.

Ученые из МГУ создали новые противогрибковые препараты. В их основе лежат лактоназы и антимикробные пептиды — вещества, которые уже используются в медицине и сельском хозяйстве для борьбы с грибками. Лактоназы должны усилить действие пептидов, потому что грибки останутся чувствительны к ним, если нарушить их взаимодействие.

Чтобы понять, какие комбинации антимикробных пептидов и ферментов лучше всего борются с грибками, ученые использовали компьютерное моделирование. Они проверили, как 24 разных пептида взаимодействуют с тремя ферментами (лактоназами) — AiiA, His6-OPH и NDM-1. Это помогло им увидеть, как меняются свойства этих молекул при взаимодействии.

Оказалось, что большинство пептидов снижают активность лактоназ. Но меньше всего это получалось у бацитрацина, колистина и полимиксина. Поэтому именно их ученые выбрали для следующих экспериментов с грибковыми культурами.

Ученые провели исследование, в ходе которого нанесли специальные средства на клетки разных микроорганизмов:

• гриба, который вызывает мукормикоз — опасное заболевание, поражающее ткани организма;
• другого гриба, из-за которого могут появиться различные проблемы со здоровьем;
• безопасного для человека гриба;
• опасного для растений и человека микроорганизма;
• грибка, вызывающего молочницу;
• безопасных для людей пекарских дрожжей.

Есть три вида веществ, которые часто используют в медицине и сельском хозяйстве для борьбы с микробами. Но сами по себе эти вещества почти не действуют на грибки. Это значит, что грибки к ним привыкли и перестали бояться их действия.

Когда эти вещества использовали вместе с другим веществом (лактоназой), они стали работать гораздо лучше против грибков. Особенно это было заметно, когда использовали лактоназу под названием His6-OPH. В ее присутствии бацитрацин стал работать в 100 раз лучше, колистин — в 2000 раз, а полимиксин — в 5000 раз. И все это против разных видов грибков.

Исследование показало, что сочетание противомикробных пептидов с лактоназами поможет успешнее справляться с грибками, которые вызывают инфекции у людей, животных и растений.

Мы планируем изучить эти комбинации ферментов вместе с антимикробными препаратами против разных групп микроорганизмов, например, нескольких видов грибков, грибков и бактерий, грибков и микроскопических водорослей. Это важно, потому что на практике живые и неживые объекты обычно поражают не отдельные виды микроорганизмов, а их сообщества, — рассказала Елена Ефременко, доктор биологических наук и профессор МГУ имени М.В. Ломоносова.

По ее словам, это одна из стратегий выживания клеток, позволяющая им в ходе межклеточных взаимодействий приобретать новые возможности, в том числе большую устойчивость к антимикробным средствам.

Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Biological Macromolecules.

09.11.2024