Поскольку устойчивые к антибиотикам бактерии могут стать огромной проблемой для здоровья в ближайшие десятилетия, мир отчаянно нуждается в новых лекарствах и методах лечения. Теперь исследователи из Пенсильванского университета разработали новые противомикробные молекулы из яда ос, которые показали себя многообещающими при испытаниях на мышах.
Антибиотики были одним из самых важных научных открытий 20 века, предотвратив миллионы смертей от инфекций. Но, к сожалению, десятилетия чрезмерного использования привели к тому, что у бактерий все больше развивается устойчивость к лекарствам. Было предсказано, что без нашего вмешательства эти «супербактерии» могут стать причиной 10 миллионов смертей в год к 2050 году.
Чтобы предотвратить этот кошмарный сценарий, ученые исследуют целый ряд новых кандидатов-антибиотиков, а также ищут другие немедикаментозные методы их уничтожения, включая свет, специальные материалы, магнитные наночастицы, которые разрывают их в клочья, и даже молекулярные "сверла".
Одним из особенно многообещающих направлений для новых кандидатов в лекарственные препараты, возможно, парадоксально, является яд различных животных и насекомых, таких как гремучие змеи, скорпионы и осы. И вот как раз ос, изучало новое исследование.
«Срочно необходимы новые антибиотики для лечения постоянно растущего числа инфекций, устойчивых к лекарствам, а яды - неиспользованный источник новых потенциальных лекарств», - говорит Сезар де ла Фуэнте (César de la Fuente), старший автор исследования. «Мы думаем, что полученные из яда молекулы, подобные тем, которые мы разработали в этом исследовании, станут ценным источником новых антибиотиков».
В этом случае команда начала с высокотоксичного пептида, обнаруженного в яде корейской осы вида (Vespula lewisii) из семейства настоящих ос. Пептид, известный как Мастопаран-L, убивает бактерии, но, к сожалению, он также может быть вредным для человека - он разрушает эритроциты и может вызвать анафилаксию у некоторых людей. Поэтому команде пришлось найти способ его изменить.
Считается, что часть на конце пептида ответственна за большую часть токсичности для человека, поэтому исследователи заменили эту часть пентапептидным мотивом - областью известных антимикробных пептидов, которая очень активна против бактерий. Конечным результатом стала новая молекула, которую команда назвала мастопаран-МО (Mastoparan-MO).
Затем они проверили новую молекулу на мышах, инфицированных смертельными уровнями Кишечной палочки (лат. Escherichia coli) или Золотистого стафилококка (лат. Staphylococcus aureus). Мастопаран-МО, в большинстве случаев защищал мышей - 80 процентов обработанных животных выжили, в то время как те, которые получали только природный пептид Мастопаран-L, имели гораздо меньше шансов выжить. Мастопаран-МО также можно было безопасно вводить в более высоких дозах, в то время как Мастопаран-L вызывал серьезные побочные эффекты на том же уровне.
Команда также нашла доказательства того, как эта молекула работает против бактерий. Похоже, что это делает их внешние мембраны более пористыми, позволяя молекулам легче проникать в них, что может предполагать, что партнерство молекул с другими лекарствами может еще больше улучшить антимикробный ответ. В то же время Мастопаран-МО, по-видимому, также вызывает больше иммунных клеток в это место.
Было обнаружено, что несколько вариантов Мастопаран-МО обладают противомикробной активностью, и команда надеется продолжить разработку из них препаратов, которые помогут нам бороться с новой угрозой для здоровья.
Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Источник: New Atlas / University of Pennsylvania
