В ходе нового исследования ученые из МФТИ выявили антибактериальные свойства экстракта личинок мухи Черная львинка (Hermetia Illucens). Экстракт, содержащий определенную комбинацию жирных кислот, продемонстрировал эффективность против штаммов золотистого стафилококка (Staphylococcus аureus). Эта бактерия, характеризующаяся устойчивостью к антибиотикам, представляет серьезную угрозу для здоровья человека и вызывает разнообразные инфекционные заболевания, начиная от фурункулеза и заканчивая сепсисом) . Данная работа была опубликована в зарубежном научном издании Scientific Reports.
Золотистый стафилококк относится к числу наиболее часто встречающихся супербактерий. Наибольшую угрозу в условиях больничной среды представляют метициллин-резистентные штаммы золотистого стафилококка (MRSA), поскольку они существенно увеличивают вероятность смертельного исхода для пациентов. Разработка принципиально новых антибактериальных препаратов, к которым у возбудителей еще не сформировались механизмы устойчивости, является важнейшим направлением развития здравоохранения во всем мире.
Согласно результатам исследования, проведённого учёными МФТИ, сочетание жирных кислот, полученных из личинок мухи Черная львинка, обладает способностью повреждать клеточные мембраны бактерий, что приводит к их уничтожению. Это открытие представляет особый интерес в связи с необходимостью противодействия внутрибольничным инфекциям, вызванным бактериальными штаммами, устойчивыми к множеству лекарственных препаратов.
«Антимикробный препарат AWME3, полученный путем последовательной экстракции жира из личинок Черной львинки, включает в себя уникальное сочетание насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, в частности лауриновую (17.66%), пальмитиновую (21.76%) и олеиновую (26.28%). Он продемонстрировал активность против штамма S. aureus ATCC 55804, устойчивого к 30% протестированных антибиотиков, таких как ванкомицин и колистин», — пояснила руководитель научной работы, ведущий научный сотрудник лаборатории персонализированной химио-лучевой терапии МФТИ Елена Марусич.
Лабораторные исследования продемонстрировали значительную антибактериальную активность экстракта. Минимальная концентрация, необходимая для подавления развития стафилококка, оказалась равной 190 микрограмм на миллилитр (мкг/мл). Для полного уничтожения бактерий, или минимальной бактерицидной концентрации, требовалось увеличить дозу вдвое – до 380 мкг/мл. Кроме того, было установлено, что действие вещества не уменьшается при повышении концентрации соли, что представляет собой важное преимущество для его потенциального использования в медицинских учреждениях.
Для оценки эффективности и выяснения принципов действия экстракта, исследователи применили целый ряд методик, среди которых были тесты на устойчивость к соли, а также сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия (СЭМ и ПЭМ). Именно эти методы позволили зафиксировать изменения, происходящие в бактериальных клетках с течением времени и в зависимости от концентрации AWME3, и выявить процесс их разрушения.
«Микроскопические исследования показали, что жирные кислоты, содержащиеся в экстракте, уже через 10 минут при концентрации 750 мкг/мкл АWME3, оказывают влияние на структуру клеточных мембран, вызывая их нарушение. Это проявляется в деформации клеток, образовании отверстий в мембране и увеличении размера внутриклеточных вакуолей. С помощью электронной микроскопии исследователи смогли детально наблюдать процесс разрушения внутриклеточных структур бактерий, который характеризуется появлением крупных пустот по периметру, приводящих к асимметричному делению клеток, полной деградации клеточной мембраны и вытеканию цитоплазмы. Они зафиксировали образование пор и вздутий на поверхности клеток, сморщивание мембраны и, как следствие, полный коллапс и гибель бактериальной клетки», — пояснила один из авторов исследования, руководитель лаборатории персонализированной химио-лучевой терапии Московского физико-технического института, Маргарита Пустовалова.
Данное открытие представляет собой революционный метод противодействия антибиотикорезистентности, основанный на применении антимикробных веществ, полученных из природных источников. Жирные кислоты повреждают клеточную мембрану и клеточную стенку бактерий, что значительно усложняет развитие устойчивости у возбудителей инфекций и позволяет разрабатывать действенные терапевтические средства. Описанная технология может быть использована при создании новых дезинфицирующих средств и лекарственных препаратов для применения в медицинских организациях.
Информация предоставлена пресс-службой МФТИ