Ученые изменили высокотоксичный белок распространенного вида азиатских ос, Vespula lewisii. Вмешательство ученых увеличило способность молекул убивать бактериальные клетки, а также значительно снизить ее способность наносить вред человеческим клеткам. Тестирование на жиотвных показало, что это семейство новых противомикробных молекул может защитить мышей от смертельных бактериальных инфекций.
Известно, что существует острая необходимость в новых лекарствах для лечения бактериальных инфекций, поскольку многие виды циркулирующих бактерий выработали устойчивость к старым антибиотикам. Центры США по контролю и профилактике заболеваний подсчитали, что каждый год почти три миллиона американцев заражаются устойчивыми к антибиотикам микробами, что приводит к более 35 000 смертей. В глобальном масштабе проблема еще хуже. В 2017 году на сепсис, воспалительный синдром, часто приводящий к летальному исходу, вызванный обширной бактериальной инфекцией, приходилась примерно одна из пяти смертей во всем мире.
Старший автор исследования Сезар де ла Фуэнте, доктор философии, доцент кафедры психиатрии, микробиологии и биоинженерии в Пенсильвании рассказал, как проходило исследование.
Ученые начали с небольшого протеина, или «пептида», под названием мастопаран-L, ключевого ингредиента яда осы Vespula lewisii. Яд, содержащий мастопаран-L, обычно не опасен в малых дозах для укушенного осой человека, но все же довольно токсичен. Он разрушает эритроциты и вызывает тип аллергической / воспалительной реакции, которая у восприимчивых людей может привести к анафилаксии.
Мастопаран-L (mast-L) также известен своей умеренной токсичностью по отношению к видам бактерий, что делает его потенциальной отправной точкой для разработки новых антибиотиков. Но до сих пор было неизвестно, как усилить его антибактериальные свойства и как сделать его безопасным для людей.
Исследователи решили заменить участок на одном конце протеина mast-L, который считается основным источником токсичности для человеческих клеток, и это сработало. Так ученые получили пептид mast-MO.
В ключевой серии экспериментов исследователи лечили мышей новым антимикробным пептидом через несколько часов после заражения их смертельными, вызывающими сепсис штаммами бактерий E. coli или Staphylococcus aureus. В каждом тесте препарат сохранял жизнь 80% обработанных мышей. езные токсические побочные эффекты при лечении более высокими дозами — дозами, при которых mast-MO не вызывал явной токсичности.
Де ла Фуэнте и его коллеги нашли доказательства в исследовании, что mast-MO убивает бактериальные клетки, делая их внешние мембраны более пористыми, что также может улучшить способность совместно вводимых антибиотиков проникать в клетки. В то же время mast-MO, по-видимому, подавляет вредную иммунную сверхреакцию, которая может привести к тяжелым заболеваниям при некоторых бактериальных инфекциях.
Читать также
В черных дырах могут быть вселенные. Рассказываем о новом открытии
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком