Антибиотики из мамонтов

Новые антибактериальные препараты могут найти в ископаемых останках животных

Сезар де ла Фуэнте из Университета Пенсильвании уже два года занимается поиском генов, которые отвечают за выработку пептидов с антимикробными свойствами. Его группа начала с ДНК человека, но в последнее время переключилась на окаменелости: ученые думают, что будущие мощные лекарства прячутся в генетических кодах неандертальцев, гигантских ленивцев и шерстистых мамонтов.

Фото: Иван Макеев, Коммерсантъ

Фото: Иван Макеев, Коммерсантъ

Де ла Фуэнте с коллегами извлекает из ископаемых останков наиболее перспективные участки, а потом проверяет на мышах и крысах, насколько эффективным получилось противомикробное средство в сравнении с распространенным антибиотиком широкого спектра действия полимиксином B. Зачем? По мнению исследователей, так можно найти способ справиться с растущей угрозой устойчивости болезнетворных организмов к антибиотикам. В мире от суперинфекции, не боящейся ничего из арсенала медицины, в год умирает минимум 1,2 млн человек. Такая фармацевтическая машина времени, шутит де ла Фуэнте. Некоторые коллеги скептически оценивают его усилия: что такого может дать доисторический гигантский лось или стеллерова корова, чего нет у сегодняшних лося или дюгоня? Все предыдущие попытки заставить пептиды бороться с суперинфекциями потерпели неудачу.

Но на ископаемых генах команда останавливаться не собирается — у них в планах работа и с ныне живущими млекопитающими, а также с бактериями и вирусами. Де ла Фуэнте объясняет, что пытается использовать всю мощь нынешней генетики, чтобы найти безупречные лекарства против суперинфекций и других болезней тоже: «Все соберем, в чем видна хотя бы небольшая надежда».

Антибиотики, начиная с пенициллина, пришли в фармацевтику из природы. Фармацевтика научилась их модифицировать, но после 1970-х годов поиск принципиально новых молекул застопорился: казалось, что природа исчерпала свои возможности.

Де ла Фуэнте считает, что к поиску новых антибактериальных субстанций должен в полную силу подключиться искусственный интеллект. Предыдущая его работа, например, выглядела так: он брал пептиды из семян гуавы, брал осиный яд — у них доказанная антимикробная активность — и дальше «поручал» искусственному интеллекту генерировать тысячи вариантов препаратов, после чего выбирал наиболее перспективные. Такая эволюция на микропроцессоре.

На следующем этапе алгоритм научился выявлять бактерицидные «способности» в цепочках ДНК. Из протеома человека команда де ла Фуэнте выделила около 2 тыс. перспективных пептидов.

Особенно интересным оказалось вот что. Считается, что ген отвечает за некий белок. Иногда это действительно так. Но есть гены, которые отвечают за пептиды, которые только в дальнейшем собираются в функциональные белки, как детали собираются в машины. Так вот, «детали» белка, который вообще-то поддерживает жизнеспособность нефронов, обладают серьезными антимикробными свойствами до сборки.

Обнаружив эту особенность, де ла Фуэнте и отправился вглубь веков, на предыдущие ступени эволюции, рассчитывая найти там «готовые» антимикробные препараты.

Так появился неандерталин-1 — пептид, ведущий свое происхождение от фермента АТФ-синтазы, который отвечает за обеспечение клетки энергией. Этот препарат, по словам де ла Фуэнте, уже показал антимикробную активность на доклинических модельных испытаниях.

Следующий шаг — 208 геномов исчезнувших организмов, уже секвенированных и доступных онлайн. Группа де ла Фуэнте нашла тысячи перспективных пептидов, 69 из них уже синтезировала, причем 20 из синтезированных не встречаются у современных животных. Два из этих 20 оказались куда мощнее неандерталина-1 — по эффективности они соответствуют полимиксину B при лечении у мышей и кожной инфекции, и внутренней. Один из них взят из шерстистого мамонта, а другой — из милодона, гигантского предка нынешних ленивцев.

Впереди еще много препятствий, одно из них — способ, которым пептиды губят бактерии. Они воздействуют на клеточные мембраны, а мембраны есть не только у болезнетворных клеток, но и у клеток, из которых состоит излечиваемый организм. Так что предстоит искать и найти, как преодолеть токсический эффект лечебных пептидов.

Но ученые-фармакологи уже в нетерпении: есть надежда вывести на рынок широкий ассортимент принципиально новых антимикробных препаратов.

Использованы материалы статьи.

Ольга Грибова

Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...