Човешкото тяло произвежда много пептиди, които помагат на имунната система да устои на атаки от патогени. И както се оказа, сред тях има кандидати за ролята на мощни антимикробни лекарства.
В новата работа изследователи от Масачузетския технологичен институт, заедно с италиански колеги, търсеха съединения, които биха могли да послужат като основа за ново поколение антибиотици, които ще победят супербуните. Спомнете си, че много от съществуващите лекарства губят своята сила: микроорганизмите вече са разработили резистентност към повечето от тях.
Предишната работа показва, че търсенето на нови оръжия си струва да погледнете към природата. Ефективни съединения са открити, например, в млякото на кактуса, в жлезите на гърмящите змии и в тютюна.
Но не само организмите на животни и растения отблъскват атаките на огромен брой патогенни бактерии. Човешкото тяло също изпитва постоянни набези на патогени и не е изненадващо, че тази "къща" е разработила своя собствена система за защита срещу заплахи.
Специалистите са се съсредоточили върху стомашно-чревния тракт, тъй като бактериалният му състав е най-разнообразен и многоброен. Екипът потърси съединения, които участват в защитните механизми. Най-често тази роля се поема от храносмилателни ензими и пептиди. Въпреки че много от тях не са достатъчно силни, за да бъдат използвани като антибиотици, те могат да дадат улики на изследователите и да посочат какви „ощипвания“са необходими за новите лекарства.
„Тези пептиди наистина са чудесен шаблон за инженерство. Идеята е да се използва синтетична биология и да се модифицират по-нататък, за да ги направят по-мощни “, обяснява един от водещите автори на новото произведение Сезар де ла Фуенте-Нунез (Cesar de la Fuente-Nunez).
Заедно с колегите си той откри почти две хиляди обещаващи съединения. Тогава те са тествани с помощта на специален алгоритъм, който разкрива прилики с вече известни антимикробни пептиди.
„Това е метод за извличане на данни, който улеснява намирането на пептиди, които не са били изследвани преди това. Имаме модели, за които знаем, че са свързани с класическите антимикробни пептиди и търсачката намира проби чрез базата данни, които са подобни на тези, които убиват бактериите “, казва изследователят.
Промоционално видео:
Програмата помогна за подбора на 800 подходящи пептиди, а експертите вече залагат на един от тях. Това съединение се нарича пепсиноген. Произвежда се в стомаха и участва в храносмилането на храната.
Някои фрагменти от този пептид, които са страничен продукт на процеса на храносмилане, са били маркирани от алгоритъма като „потенциално антимикробно“. Тяхната функция не беше проучена преди това, така че експертите имаха ново направление за работа.
За да проверят колко мощни могат да бъдат тези указани пепсиногенни фрагменти, изследователите проведоха лабораторни изследвания в чаша на Петри. Те са използвали няколко "разнообразни" патогени - салмонела, Е. коли и Pseudomonas aeruginosa.
Оказа се, че пептидът ефективно унищожава тези бактерии не само в кисела среда (както в стомаха), но и при неутрално ниво на киселинност.
Тестовете върху мишки също показаха, че пепсиногенните фрагменти са в състояние да убият кожни инфекции, причинени от Pseudomonas aeruginosa.
На следващия етап от работата учените ще трябва да измислят механизма на действие на пептида и да намерят начин да го направят още по-мощен. В допълнение, те ще продължат да проверяват други връзки, избрани от алгоритъма.
Научна статия за резултатите от настоящата работа беше публикувана в ACS Synthetic Biology.
Юлия Воробьова