Биологи восстановили доисторический антибиотик

С первых же дней жизни детёныш кенгуру хорошо защищён от бактерий как за счёт веществ, получаемых с молоком, так и вырабатываемых им самим (фото AGRF/Vicci Crowley-Clough).

Учёные синтезировали соединение, которое млекопитающие последний раз вырабатывали 59 миллионов лет назад. Оно оказалось мощным средством против бактерий, устойчивых к широкому спектру современных препаратов.

Исследователи из австралийского университета Ла Троба (La Trobe University) применили весьма оригинальный подход к поиску сильного антибиотика — они решили заглянуть в далёкое прошлое планеты.

Обычно биохимики и фармацевты пытаются найти какое-то слабое место в обороне бактерии, затем конструируют молекулы, нацеленные на данный участок, и на их основе создают препарат. Но микробы изменяются, приспосабливаясь к лекарствам, и гонка начинается заново.

Между тем существует группа естественных антибиотиков, вырабатываемых иммунной системой животных, по своему происхождению столь древних, что нацелены эти соединения на некие общие и основополагающие элементы в мембранах бактерий. Так что имело смысл поискать в животном мире самые мощные молекулы такого типа. Но при этом их хозяин не должен был слишком далеко отстоять на древе жизни от человека, дабы снизился риск того, что найденное лекарство окажется токсичным для Homo sapiens.

Выбор австралийцев пал на кенгуру вида таммар (Macropus eugenii, кустарниковый валлаби). Его геном был расшифрован в 2008 году.

Детёныши таммара рождаются после 26 дней, проведённых в утробе, и залезают в сумку матери, чтобы развиваться дальше. Но в этом убежище царит далеко не стерильная обстановка: биологи нашли здесь немало бактерий, родственных «супербактериям», которые доставляют массу беспокойства медикам в госпиталях.

Получается, что маленький кенгуру располагает сильной иммунной защитой. Вместе с тем геном кенгуру обладает на удивление высоким сходством с наследственным кодом человека. Так что антибиотики сумчатых должны бы подойти и нам, рассудили авторы работы.

Бен Кокс (Benjamin G. Cocks) и его коллеги исследовали генетический код M. eugenii и установили гены, отвечающие за синтез 14 антимикробных пептидов из семейства кателицидинов (cathelicidin), передаёт New Scientist. Пять из этих генов были очень похожи друг на друга, и биологи решили, что данные пептиды происходят от очень давнего общего предка.

«Мы подумали, что исходная форма молекулы должна обладать очень широким диапазоном деятельности», — говорит Кокс. Учёные проанализировали изменения в этих пяти генах и повернули часы эволюции вспять — восстановили исходный ген, существовавший миллионы лет назад. Затем авторы исследования синтезировали соответствующий пептид, названный WAM (wallaby antimicrobial).

Филогенетические дерево антимикробных пептидов млекопитающих. a и b — кателицидины кенгуру, c и d — кателицидины утконоса (для него были установлены 8 генов, отвечающих за производство сильных антибиотиков). Звёздочкой отмечен реконструированный пептид (Jianghui Wang, Benjamin G. Cocks et al.).

В лабораторных тестах этот древний антибиотик уничтожил шесть из семи видов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. При этом соединение оказалось в 10-30 раз более мощным, чем современные антибиотики, такие как тетрациклин.

По мнению специалистов, столь древние молекулы могут оказаться более эффективными средствами от бактерий, поскольку последние не «видели» эти вещества миллионы лет, и даже если когда-то вырабатывали к ним устойчивость, за прошедшие эпохи успели благополучно её «забыть».

(Результат исследования австралийцев опубликован в PLoS ONE.)



Вороны показали новое умение — использование зеркала

20 сентября 2011

Нильских крокодилов поделили на два вида

15 сентября 2011

Биологи объяснили противораковый эффект компонента карри

15 сентября 2011

Учёные встроили в дрожжи редактор генома

15 сентября 2011

Доказано понижение тестостерона у отцов

13 сентября 2011
  • Илья Киселев  26 сентября, 15:00
    Интересно... как такой антибиотик будет уживаться с дружественной микрофлорой человека :/

    Хотя если этот антибиотик будет так беспощадно убивать супербактерии вовне уже хорошо*)

    ОтветитьНравится
  • Михаил Акопян  26 сентября, 15:46
    Но почему тогда животные избавились от этого вещества?....
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  26 сентября, 15:54
    Они не избавились — они его «эволюционировали». В тех же кенгуру есть «наследники» этого соединения, похожие на него WAM №1, 2 и тп. Они тоже очень неплохо убивают многие бактерии. А вот если говорить о других животных (не сумчатых), вероятно они такую защиту не нашли, поскольку и не так остро в ней нуждались (потомство растёт гораздо дольше в утробе матери и появляется на свет более развитым, чем у кенгуру).
    ОтветитьНравится
  • Илья Лягин  26 сентября, 16:32
    А я думаю, что «эволюция» этих пептидиков была вынужденной мерой ввиду развития устойчивости у мо... «Все новое — это хорошо забытое старое».
    ОтветитьНравится
  • Илья Лягин  26 сентября, 15:51
    Мдааа.....
    Просто новый виток «гонки вооружений»/войны с микроорганизмами, в которой человеку (в текущем его виде) ни за что не победить...
    Сдаётся мне, что дальнейшее повсеместное и бездумное применение WAM приведёт к уже ставшим обычными последствиям, а именно: выработке (пускай даже и заново) устойчивости у м/о... Не случайно же «исходный код» все благополучно забыли в оригинальном виде...
    Как сказал кто-то мудрый: существующая медицина и фармацевтика нацелены не на полное вылечивание человеков, а только на облегчение течения его болезни... И от того маненько грустно...
    C’est la vie.
    ОтветитьНравится
  • 123 15  26 сентября, 16:13
    А мне кажется, что не так. Может это мудрый и был немного прав, не во всем. Я бы сказал, что вся медицина нацелена на уменьшение последствий течения этих болезней.
    Ну а «соревнование брони и снаряда» не прекратится никогда наверное.
    К стати полная победа в этой войне с микроорганизмами не выгодна никому наверное. Я имею в виду ни человеку ни м/о.
    ОтветитьНравится
  • Илья Киселев  26 сентября, 17:53
    Илья
    Нормальная позиционная война)
    ОтветитьНравится
  • Андрей Зимний  28 сентября, 01:00
    Современная фармацевтика нацелена на деньги больных. Чего чего а здоровья от них точно не получишь ИМХО. Я таблетки уже два года не пью...
    ОтветитьНравится
  • Роман Кириенко  29 сентября, 22:27
    Тут уже высказали не плохую мысль, что возможно эти полипептиды на тот момент утратили свою актуальность. Либо не были настолько эффективны, как гуморальная защита других млекопитающих (в частности приматов). Может быть это один из факторов эволюционного скачка — их защита была более совершенной. А сейчас они снова работают и эффективны, как антибиотик, который долгое время не использовался.
    ОтветитьНравится
  • Николай Кляшторный  26 сентября, 18:37
    Вот интересная статья в тему: www.gazeta.ru/science/2011/09/26_a_3781070.shtml
    ОтветитьНравится
  • Егор Лукоянычев  26 сентября, 20:14
    Если менять антибактериальные препараты (АП) в практике через каждые несколько лет, то резистентность к ним у микроорганизмов не успеет развиться до высоких значений и можно будет их удачно применять. Однако:
    — не так уж много видов АП
    — очень дорого (в России вообще в обычных больницах кроме 4-5 самых дешёвых нет ничего)
    — нет организации
    Проблема известна давно, только вот её решение запаздывает
    ОтветитьНравится
  • Алексей Номеров  14 октября, 21:03
    «При этом соединение оказалось в 10-30 раз более мощным, чем современные антибиотики, такие как тетрациклин»
    Всегда использую тетрациклин, когда начинается конъюнктивит (после купаний в открытых несоленых водоёмах). Большой тюбик совкового вида стоит аж рублей 50. Никогда бы не подумал, что это «мощный современный антибиотик»... :)
    ОтветитьНравится