Вчені створили антибіотик на основі отрути оси

Американські та бразильські вчені отримали з отрути азіатської оси токсичний білок, що вбиває бактерії, несприйнятливі до відомих антибіотиків, і шляхом генетичної модифікації зробили його безпечним для людей. Результати дослідження опубліковані у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Відомо, що багато видів хвороботворних бактерій виробили стійкість до існуючих ліків. При цьому, за оцінками вчених, на бактеріальні інфекції припадає приблизно одна п'ята всіх смертей у світі. Тому вчені різних країн постійно шукають нових антибактеріальних засобів.

Біологи з Медичної школи Перельмана Пенсільванського університету виявили, що ключовий інгредієнт отрути азіатської оси Vespula lewisii - пептид мастопаран-L або mast-L - руйнує бактеріальну мембрану, що призводить до загибелі небезпечних патогенів.

У той же час цей білок, в цілому безпечний для людини в невеликих дозах, все ж таки досить токсичний. Він руйнує еритроцити та викликає алергічну запальну реакцію, яка у сприйнятливих людей може спричинити анафілактичний шок і навіть призвести до смерті внаслідок різкого падіння артеріального тиску та зупинки дихання.

Вчені поставили собі завдання посилити антибактеріальні властивості мастопарана-L і зробити його безпечним для людей. Шляхом цифрової обробки бази даних відомих антимікробних пептидів вони виявили так званий пентапептидний мотив, пов'язаний з сильною активністю проти бактерій.

Потім дослідники замінили ділянку одному кінці mast-L, який вважається основним джерелом токсичності для людських клітин, цим пентапептидным мотивом, отримавши модифікований варіант білка mast-МО.

Досліди на мишах показали, що mast-МО добре захищає тварин від смертельних бактеріальних інфекцій, таких як кишкова паличка Escherichia coli та золотистий стафілокок Staphylococcus aureus без серйозних побічних ефектів. Ефективність mast-МО у цих тестах виявилася порівнянною з існуючими антибіотиками, такими як гентаміцин та іміпенем.

"Для лікування постійно зростаючої кількості лікарсько-стійких інфекцій терміново необхідні нові антибіотики, а отрути - невикористане джерело потенційних ліків, - наводяться в прес-релізі Пенсільванського університету слова керівника дослідження, доцента кафедри психіатрії, мікробіології та біоінженерії Сезара де ла Фент Fuente). — Принципи та підходи, які ми використовували у цьому дослідженні, можна застосувати для розуміння антимікробних та імуномодулюючих властивостей пептидних молекул та для створення нових методів лікування”.

Автори експериментально довели, що mast-МО вбиває бактерії, роблячи їх зовнішні мембрани більш пористими. Крім прямої дії, це полегшує проникнення всередину бактеріальних клітин спільно введених антибіотиків. У той же час mast-MO пригнічує шкідливу надреакцію імунну, яка при деяких бактеріальних інфекціях призводить до важких ускладнень.