Учёные смогли значительно повысить эффективность противогрибковых препаратов

Учёные выяснили, что увеличить эффективность противомикробных пептидов — соединений, используемых для борьбы с грибковыми инфекциями, — можно в 5000 раз, если использовать их совместно с ферментами лактоназами. Лактоназы разрушают молекулы, с помощью которых грибные клетки коммуницируют и приобретают устойчивость к лекарствам. Благодаря такому эффекту предложенные авторами комбинированные препараты не вызывают у микроорганизмов устойчивость, а потому оказываются гораздо более действенными. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда , опубликованы в журнале International Journal of Biological Macromolecules.

За последние 14 лет количество смертей на планете, связанных с грибковыми инфекциями, возросло почти вдвое и достигло 3,8 миллионов в год. Широкая распространённость и высокая летальность грибковых заболеваний связана с тем, что патогены приобретают устойчивость к существующим противогрибковым препаратам, что снижает эффективность борьбы с инфекциями. В частности, эта устойчивость связана с так называемым чувством кворума — способностью микроорганизмов «сообща» выделять вещества, изменяющие их биохимический состав и повышающие общее противостояние клеток противогрибковым средствам. Чтобы создать «кворум», грибки обмениваются сигнальными молекулами (подобно тому, как люди общаются словами и договариваются о синхронных действиях). Многие из таких молекул — это производные лактонов, небольших по размеру органических веществ. Поэтому, чтобы избежать развития устойчивости у грибков, можно нарушить их «коммуникацию» — разрезать лактоны с помощью ферментов лактоназ.

Учёные из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) создали комбинированные противогрибковые препараты на основе лактоназ и антимикробных пептидов, использующихся в медицине и сельском хозяйстве для борьбы с грибками. Лактоназы должны усилить действие пептидов, поскольку у патогенов сохранится к ним чувствительность при нарушении защитного взаимодействия между клетками.

Чтобы определить, какие комбинации антимикробных пептидов и лактоназ наиболее эффективны в отношении грибков, авторы с помощью компьютерного моделирования проверили взаимодействие 24 различных пептидов с тремя лактоназами: AiiA, His6-OPH и NDM-1. Такой подход позволил оценить, как меняются свойства обеих молекул при взаимодействии. Оказалось, что большинство пептидов подавляют активность лактоназ, но в наименьшей степени этот эффект был выражен при использовании бацитрацина, колистина и полимиксина. Поэтому их выбрали для дальнейших экспериментов с культурами грибков.

Авторы нанесли комбинированные препараты на клетки Rhizopus oryzae (представитель рода, вызывающего мукормикоз — некротическое поражение тканей), Aspergillus niger (приводит к целой группе разных заболеваний, объединяемых под названием аспергиллёзы), Trichoderma atroviride (безопасен для человека), Fusarium solani(патоген растений, способный вызывать воспаления в человеческом организме), Candida tropicalis (вызывает молочницу) и Saccharomyces cerevisiae (безопасные для людей пекарские дрожжи).

Несмотря на то, что все три исследованных антимикробных пептида широко используются в медицине и сельском хозяйстве, сами по себе они практически не подавляли рост грибков. Это говорит о том, что микроорганизмы развили к ним устойчивость. В сочетании же с лактоназами противогрибковый эффект оказался ярко выражен: наилучшего результата удалось достичь при использовании пептидов с лактоназой His6-OPH. Так, в её присутствии эффективность бацитрацина повысилась в 100 раз, колистина — в 2000 раз, а полимиксина — в 5000 раз в отношении всех протестированных грибков.

«Исследование показало, что комбинации противомикробных пептидов с лактоназами помогут эффективнее бороться с грибками, вызывающими инфекции как у человека, так и у животных и растений. В дальнейшем мы планируем исследовать полученные комбинации ферментов с антимикробными препаратами против смешанных популяций микроорганизмов, например разных грибковых штаммов, грибков и бактерий, грибков и микроводорослей. Это важно, поскольку часто поражение живых и неживых объектов происходит в действительности не чистыми индивидуальными культурами, а сообществами микроорганизмов. Это одна из стратегий выживания клеток, позволяющая им в ходе межклеточных взаимодействий приобретать новые возможности, в том числе большую устойчивость к антимикробным средствам», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Елена Ефременко, доктор биологических наук, профессор кафедры химической энзимологии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Материал опубликован при поддержке сайта habr.com
Комментарии

    Актуальные новости по теме "Array"