Модифицированный пептид из желез лягушек оказался эффективным антибиотиком

Исследователи получили новый антибиотик, модифицировав антимикробный пептид из желез лягушки Андерсона. В доклинических испытаниях он оказался эффективен против грамотрицательных бактерий и нетоксичным для человеческих клеток, а бактерии за месяц не выработали к нему резистентность. Результаты исследования опубликованы в журнале Trends in Biotechnology.

Земноводные на Земле живут в далеких от стерильности условиях — в водоемах, где обитает множество микроорганизмов. Тем не менее они прекрасно себя чувствуют в этой среде обитания. Для защиты от патогенов зернистые железы амфибий секретируют защитные вещества, в том числе антимикробные пептиды. Механизм их действия очень широкий: от прямой бактерицидной активности до влияния на иммунную систему хозяина. Универсальность этих пептидов дает преимущество перед традиционными антибиотиками — антимикробные пептиды сохраняют свою эффективность даже после продолжительного действия патогена, что уменьшает вероятность антибиотикорезистентности.

В 2012 году китайские ученые нашли в секрете лягушки Андерсона (Odorrana andersonii) антимикробный пептид андерсонин-D-1 (AndD1). Проблема его дальнейшего использования заключалась в том, что он образует комки, что осложняет его применение в клинических исследованиях. В новой статье команда ученых во главе с Сесаром де ла Фуэнте-Нуньес (Cesar de la Fuente-Nunez) из Университета Пенсильвании решила изменить структуру этого пептида таким образом, чтобы увеличить его биодоступность и вместе с тем повысить антимикробную активность. Для этого ученые удалили у AndD1 фенилаланин с N-конца, аминировали C-конец и заменили отдельные аминокислоты на лизин и лейцин.

Несколько химических вариантов синтетического пептида испытали против бактерий Escherichia coli, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus. Пептиды оказались эффективны (минимальная ингибирующая концентрация 8-128 микромоль на литр) против всех бактерий, кроме стафилококка, что свидетельствует о том, что они действуют специфично против грамотрицательных бактерий.

Дополнительные тесты показали, что даже через месяц постоянного воздействия бактерии не вырабатывают резистентности против этого пептида. В экспериментах на культурах человеческих клеток AndD1 оказался нетоксичным, и, кроме этого, не действовал на полезные бактерии кишечника. Учитывая высокий потенциал антимикробного пептида, ученые продолжат доклинические испытания, а затем планируют получить разрешение на клинические испытания.

Ученые нередко получают противомикробные вещества, вдохновившись природой. Недавно они восстановили химическую структуру пептидов стрептомицетов из налета на стенах пещер и получили эффективное средство против грамположительных бактерий.