Полученный от коров пептид может спасти от неизлечимых инфекций

Рене Флиман из Школы биомедицинских наук Бернетта Медицинского колледжа Университета Центральной Флориды работает над лекарствами, уничтожающими гипервирулентные бактерии

Учёный медицинского колледжа при Университете Центральной Флориды Рене Флиман занимается уничтожением бактерий, устойчивых к лекарствам. В ходе последнего исследования был выявлен механизм, способный проникать в слизь, которую инфекции используют для защиты от антибиотиков.

В работе, опубликованной в журнале Cell Reports Physical Science, Флиман показала, что антимикробный пептид, полученный от коров, обладает потенциалом для устранения неизлечимых инфекций, вызванных бактерией Klebsiella pneumoniae. Этот микроорганизм, обитающий в кишечнике, обычно безвреден. Бактерия становится опасной для здоровья, когда попадает в другие части тела, что может вызвать пневмонию, инфекции мочевыводящих путей и раны.
В группу повышенного риска входят пожилые люди и пациенты с проблемами со здоровьем, такими как диабет, рак, почечная недостаточность и заболевания печени. Однако и молодые люди без проблем со здоровьем могут заразиться инфекциями мочевыводящих путей, вызванными бактериями, которые не поддаются лечению доступными сегодня антибиотиками.

Устойчивые к препаратам бактерии представляют собой растущую глобальную угрозу здоровью. Исследование, проведенное в 2019 году, показало, что в том году в мире умерло около 5 миллионов человек от инфекций, устойчивых к лекарствам. Значительная часть этих смертей связана с K. pneumoniae, так как ее смертность без антибиотикотерапии составляет 50%.

Такие бактерии более устойчивы к лекарствам, когда живут в биопленке — микроорганизмах, которые держатся вместе и покрыты защитной слизью. Последние исследования показали, что 60-80% инфекций связаны с биопленками бактерий, которые повышают их лекарственную устойчивость.

«Это как шуба, которую бактерии надевают на себя», — говорит Флиман. В ее работах изучаются способы удаления защитной оболочки и обнажения бактерий, чтобы их могла уничтожить иммунная система организма или антибиотики, которые в настоящее время не могут пройти через биопленку. В ходе работы Флиман обнаружила, как пептиды, производимые коровами, могут быстро убивать K. pneumoniae.

Пептиды взаимодействуют с соединениями, которые удерживают слизь в целостности. Как только несколько цепей перерезаются, целостность структуры слизи нарушается, пептид может проникнуть внутрь и уничтожить бактерии, которые больше не защищены. «Наши исследования показали, что полипролиновый пептид может проникнуть внутрь и начать разрушать слизистый барьер уже через час после обработки», — говорит Флиман.

У пептида есть еще одно преимущество — когда он проникает сквозь защитный слизистый барьер, то убивает бактерии лучше, чем антибиотики, используемые в качестве средства для лечения таких инфекций.  Пептиды пробивают дыры в клеточной мембране, что приводит к быстрой смерти бактерии по сравнению с другими антибиотиками, которые подавляют рост внутри клетки.

Пептид также может быть использован в качестве местного средства для широкого спектра применения, особенно для военных, чтобы лечить открытые раны в полевых условиях. «Бактерии делятся каждые 30 минут, поэтому действовать нужно быстро», — говорит Флиман.

Следующий этап исследований будет направлен на то, чтобы понять биологию, лежащую в основе эффективности пептида, и выяснить, помогут ли комбинации других препаратов в его применении.

По оценкам специалистов, к 2050 году бактериальные инфекции, устойчивые к антибиотикам, станут причиной смерти людей номер один. «Наша работа направлена на подготовку к этой битве, когда обычные антибиотики перестанут быть эффективными, что поставит под угрозу лечение рака, трансплантацию органов и любые современные достижения медицины, которые опираются на эффективную антибиотикотерапию», — заключили учёные.

[Фото: University of Central Florida]


Источник