Екатерина Канкуро
Стремительный рост числа структурно новых антибиотиков, вводимых в клиническую практику с середины прошлого столетия, сменился длительным инновационным кризисом. Распространены случаи устойчивости патогенов человека практически к любому из применяемых препаратов.
Принципиально новым классом природных антибиотиков, которые будут введены в клиническую практику, могут стать антимикробные пептиды. Эти соединения обладают рядом важных преимуществ: способностью быстро убивать патогены, широким спектром действия, активностью в отношении штаммов, резистентных к другим антибиотикам, а также относительной трудностью селекции устойчивых к ним мутантов.
Яды пауков — природные комбинаторные библиотеки этих биологически активных веществ. В инновационном проекте «Пептидные антибиотики из яда пауков» показана возможность получения из этих источников пептидов с уникальными свойствами, заключающимися именно в более высокой эффективности за счет отсутствия иммунитета к ним у бактерий.
«Проект направлен на получение антибиотиков, прин ципиально отличающихся от используемых в клинике, — рассказывает разработчик проекта научный сотрудник Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Александр Василевский. — Актуальность этих разработок обусловлена ростом числа патогенных штаммов, устойчивых к действию обычных препаратов. В результате переработки яда пауков мы получаем новые пептидные вещества, проявляющие высокую антимикробную активность, сопоставимую с лучшими мировыми аналогами».
Для многих антимикробных пептидов характерны иммуномодулирующие свойства, поэтому проектом предусматривается исследовать этот тип активности у новых антибиотиков.
«Новые антибиотики могут быть востребованы в различных секторах экономики. Прежде всего это «красная» биотехнология и медицина, — продолжает Александр Василевский. — Необходимость во введении в клиническую практику все новых антибиотиков очевидна, если принять во внимание быстрое возникновение и распространение устойчивости патогенных микроорганизмов к используемым препаратам. Новые вещества могут также применяться в сельском хозяйстве — ветеринарии и «зеленой» биотехнологии с целью защиты сельскохозяйственных животных и культурных растений».
«Антимикробные пептиды, выделенные из ядов членистоногих, — перспективные конкуренты привычных антибиотиков, — считает заведующий лабораторией генной инженерии Научно-исследовательского института физико-химической медицины Василий Лазарев. — Однако их введение в организм связано с рядом сложностей: например, они могут распадаться там раньше времени, их дорого синтезировать, они способны вызвать аллергию. Поэтому российские ученые разработали новый подход: в клетки животных внедряют гены, кодирующие антимикробные пептиды. При столкновении с инфекцией эти гены можно активировать, и клетки сами начнут производить лекарство».
Антимикробные пептиды — это компонент систем врожденного иммунитета животных, растений и грибов. Ученые давно рассматривают антимикробные пептиды как альтернативу антибиотикам, но их применение связано с рядом трудностей, в первую очередь речь идет о доставке действующего вещества в зону воспаления. Как все чужеродные вещества белковой природы, антимикробные пептиды разрушаются в организме животного и трудно достичь их эффективной концентрации в тех зонах, где размножаются бактерии. Если разработчику проекта удастся решить эту проблему, успех на рынке антибиотиков ему гарантирован.
В будущем эту инновационную методику можно будет использовать и для лечения хламидиоза и микоплазмоза у людей, но важнейшая сфера применения нового подхода — это сельское хозяйство.