Ученые нашли новый сверхмощный антибиотик внутри организма человека
Компьютерный анализ ДНК бактерий, живущих на нашей коже и в кишечнике, помог ученым выделить два мощных антибиотика – гумимицин А и гумимицин В, которые помогут бороться с пока неуязвимыми "супербактериями", говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology.
"Эти антибиотики могут работать в качестве своеобразного "усилителя" для других лекарств. Их действие на цепочки синтеза жизненно важных веществ в микробах можно сравнить с тем, как если бы вы взяли шланг и пережали его в двух местах. Ни первое, ни второе пережатие не могут полностью остановить поток воды сами по себе, однако их комбинация постепенно останавливает поток", — рассказывает Шон Бреди (Sean Brady) из университета Рокфеллеров (США).
Возникновение у бактерий устойчивости к антибиотикам заставляет фармацевтов создавать все новые и новые виды лекарственных средств. Однако микроорганизмы мутируют очень быстро, поэтому среди них довольно быстро возникают штаммы, неуязвимые для опасных препаратов. Если человечество перестанет изобретать новые антибактериальные препараты, существующие антибиотики скоро станут просто бесполезны.
Проблемой устойчивости к антибиотикам во всем мире занимаются действительно передовые научные центры, но дело это непростое. Игра в "салочки" с микробами — ты им новый антибиотик, они тебе через какое-то время устойчивость — обходится недешево: разработка нового антибиотика сегодня стоит от 800 миллионов до миллиарда долларов, и уходит на это обычно 8-10 лет.
Бреди и его коллеги заметно удешевили и убыстрили этот процесс, разработав необычную методику компьютерного анализа генов, которая позволяет находить в виртуальной ДНК микробов и многоклеточных живых существ последовательности, которые могут быть связаны с производством молекул, способных уничтожать болезнетворных бактерий.
Работу этого алгоритма ученые протестировали на самом изученном наборе геномов бактерий – человеческом микробиоме, совокупности ДНК микроорганизмов, живущих в нашем кишечнике и на поверхности кожи.
Проанализировав тысячи геномов бактерий, живущих в нашем организме, Бреди и его коллеги выделили шесть десятков генов, "прочтение" которых должно заставлять клетку синтезировать молекулы, похожие по составу и форме на антибиотики. Отобрав самую удачную половину из них, ученые синтезировали белки, инструкции по сборке которых содержались в этих генах, и проверили их работу на колониях кишечной палочки, золотистого стафилококка и других опасных микробов.
Как оказалось, два из них, получившие имена гумимицин А и гумимицин В, были особенно эффективны в борьбе против бактерий, уничтожая не только "обычные" штаммы стафилококка, стрептококка и кишечной палочки, но и их версии, стойкие к действию обычных антибиотиков. Оба этих белка уничтожают микробов, подавляя ферменты, которые они используют для "починки" и постройки своих клеточных стенок.
Ученые проверили работоспособность этих антибиотиков, заразив несколько мышей смертельной дозой стафилококка, устойчивой к действию обычных лекарств. Грызуны, которые после этого получали порции лекарства на базе гумимицинов и традиционных антибиотиков, успешно пережили инфекцию, тогда как все особи из контрольной группы погибли.
Что интересно, бактерии родококки, в которых были найдены эти вещества, в естественных условиях "скрывают" их и не синтезируют данные антибиотики при их выращивании в пробирке. В ближайшее время Бреди и его коллеги планируют продолжить поиски таких молекул в ДНК других микробов, надеясь пополнить наш "арсенал" в гонке вооружений с болезнями.