Биологи из Санкт-Петербурга обнаружили необычные белковые молекулы внутри тела обычных личинок мясных мух, способные уничтожать микробов, стойких к действию антибиотиков, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS One.
«Эта идея пришла из, казалось бы, далекой от медицины области биологии – иммунологии насекомых. Изучая механизмы антибактериального иммунитета насекомых, мы обратили внимание на то обстоятельство, что насекомые в ответ на заражение бактериями синтезируют и накапливают в гемолимфе, аналоге крови человека, сложный набор антимикробных пептидов», — рассказывает Сергей Черныш из Санкт-Петербургского государственного университета, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.
В последние годы перед медиками все шире и острее становится проблема появления так называемых «супер-бактерий» – микробов, стойких к действию одного или нескольких антибиотиков. Среди них есть как редкие возбудители инфекций, так и очень распространенные и опасные патогены, такие как золотистый стафилококк (Staphilococcus aureus) или пневмококк (Klebsiella pneumoniae). Возникла реальная опасность того, что все антибиотики потеряют свою эффективность и медицина вернется в «темные века».
Поэтому ученые, сегодня начали искать антибиотики и похожие на них молекулы в самых неожиданных местах. К примеру, в начале этого года китайские биологи рассказали о том, что им удалось найти новые антибиотики в желудке гусениц хлопчатниковой совки, чьи бактерии-симбионты помогают насекомому защищаться от инфекций, производя токсины, убивающие других бактерий. Аналогичные молекулы были найдены в крови варанов и крокодилов.
Черныш и его коллеги нашли целый коктейль из подобных молекул, изучая один из самых «грязных» видов живых существ – личинок обычных мясных мух. Они, как рассказывает ученый, живут в тотальной антисанитарии в кусках гниющего мяса, где останками животных, помимо самих опарышей, пируют и миллиарды бактерий-сапрофитов. Возникает вопрос – почему эти микробы не убивают личинок мух?
Для ответа на этот вопрос ученые вырастили большое количество опарышей синей мясной мухи (Calliphora vicina), извлекли белковый экстракт из их крови и проверили, как этот «коктейль» подействует на различных микробов, поражающих человека и присутствующих в гниющем мясе. Оказалось, что белки мух могут подавлять размножение и уничтожать не только обычных болезнетворных микробов, но и те их штаммы кишечной палочки и стафилококка, на которые не действуют «антибиотики последней надежды» – цефотаксим, карбопенемы и ванкомицин.
Изучив структуру этих белковых молекул, ученые пришли к выводу, что они уничтожают микробов, блокируя различные стадии синтеза белков и повреждая их ДНК. К сожалению, разделить этот «коктейль» нельзя – удаление даже одной из семи ключевых белков мухи резко понижает его эффективность, что не позволяет производить такие антибиотики синтетическим путем.
«Для решения этой задачи мы разработали и использовали принципиально иной подход. Можно назвать его технологией параллельного биосинтеза, в которой весь необходимый набор пептидов синтезируется клетками иммунной системы насекомых и подвергается очистке с сохранением состава и соотношения природных антимикробных пептидов», — продолжает Черныш.
дальнейшие эксперименты показали, что подобная смесь, произведенная культурами иммунных клеток насекомых, действует на микробов столь же эффективно, что и ее природный аналог. Как считают ученые, она может помочь медикам отдалить тот момент, когда антибиотики полностью перестанут работать, помогая уничтожать биопленки, стойкие к действию существующих сегодня лекарств.
