Лекарственно-устойчивые бактерии могут привести к большему количеству смертей, чем рак, к 2050 году, говорится в докладе, подготовленном по заказу Соединенного Королевства в 2014 году и совместно поддержанном правительством Великобритании и Фондом Wellcome Trust. В попытке уменьшить потенциальную инфекцию, вызвавшую 10 миллионов смертей во всем мире, исследователь штата Пенсильвания Скотт Медина разработал пептид, или небольшой белок, который может быть нацелен на определенный патоген, не повреждая хорошие бактерии, которые поддерживают иммунную систему.

Медина, доцент кафедры биомедицинской инженерии, возглавил команду, которая опубликовала свои результаты 4 января в журнале Nature Biomedical Engineering.

"Одним из лучших защитных механизмов, которые мы имеем для предотвращения инфекции, являются полезные бактерии, которые населяют наш организм, известные как комменсалы", - сказал Медина. "Например, мы часто избегаем пищевых отравлений, потому что наш кишечник уже заселен полезными бактериями. Там нет места для патогена, чтобы захватить и колонизировать. Если вы уничтожите хорошие бактерии, условно-патогенные микроорганизмы могут воспользоваться этим и вызвать инфекции."

Антибиотики могут выбить инфекцию, но они также могут убить хорошие бактерии, создавая возможность для потенциально смертельной вторичной инфекции. Повторное воздействие антибиотиков также может привести к размножению бактерий, устойчивых к лекарствам. По словам Медины, потенциал вторичной инфекции и лекарственно-устойчивых бактерий сохраняется и для инфекций в других частях тела.

Возглавляемая докторантом по биомедицинской инженерии Эндрю У. Саймонсоном, первым автором этой статьи, команда приступила к разработке пептида, который мог бы уничтожить патоген, вызывающий туберкулез (ТБ), одну из 10 главных причин смерти во всем мире, не нанося вреда окружающим хорошим бактериям.

"Существуют отличные стратегии борьбы с туберкулезом и методы его лечения, что делает его в значительной степени предотвратимым и поддающимся лечению, но лекарственно-устойчивый туберкулез-это новая угроза, которая на пути к тому, чтобы стать серьезной глобальной проблемой здравоохранения", - сказал Медина. - Это пугающая перспектива."

Чтобы разработать патоген-специфический антибактериальный препарат против туберкулеза, исследователи обратились к самому патогену. Возбудитель туберкулеза завернут в толстую оболочку, в которую трудно проникнуть, особенно по сравнению с другими бактериями.

- Однако оболочка имеет поры-каналы, через которые патоген получает питательные вещества и метаболиты, - сказал Медина. "Мы спросили, можем ли мы имитировать эти каналы для создания антибактериальных препаратов, которые создадут дыры в бактериальной оболочке и в конечном итоге убьют патоген."

Исследователи создали пептид, который, по-видимому, разрушает защитное внешнее покрытие патогена, делая бактерии туберкулеза восприимчивыми к антибиотикам и погибающими, но он не взаимодействует с хорошими бактериями. Медина сказал, что в настоящее время они изучают точный механизм, с помощью которого пептид атакует возбудителя туберкулеза, но они подозревают, что это как-то связано с жирной кислотой, которая живет на поверхности возбудителя.

"Между целевым патогеном и хорошими бактериями не так много биохимических различий, за исключением этого поверхностного липида", - сказал Медина. "Мы думаем, что взаимодействие нашего пептида с этой жирной кислотой является одной из причин этого предпочтительного взаимодействия."

Он также указал на тонкую углеводную область бактерий. В других типах бактерий углеводы образуют толстый защитный барьер, который, по-видимому, изолирует бактерии от пептида.

"Не совсем понятно, почему это работает, но это работает на туберкулезе", - сказал Медина. "Эффективность антибиотиков в отношении этого патогена в 10 раз выше, чем у других полезных бактерий."

Далее исследователи планируют исследовать, как вводить пептид для лечения туберкулеза в полной модельной системе. Пептиды имеют тенденцию разрушаться при инъекции, сказал Медина, поэтому его команда работает над созданием аэрозоля, который позволил бы человеку вдыхать пептиды непосредственно в инфицированную легочную ткань.

"Как только мы поймем, почему этот пептид нацелен на туберкулез и как применять его в качестве жизнеспособного терапевтического средства, мы сможем использовать эту платформу для разработки антибактериальных препаратов против других легочных патогенов", - сказал Медина.

ИСТОЧНИК