«Чувство кворума»: российские учёные нашли способ разрушить устойчивость опасных грибков к лекарствам

Биологи из МГУ имени М.В. Ломоносова разработали препарат, способный усиливать действие противогрибковых лекарств в тысячи раз. Полученное учёными соединение разрывает молекулярный «телеграф», с помощью которого опасные микроорганизмы вырабатывают общую стратегию борьбы за выживание. По словам специалистов, инновация поможет решить проблему устойчивости грибковых патогенов к лекарствам, поскольку сегодня распространение микотических инфекций приобретает масштаб «тихой пандемии».
Российские учёные из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова нашли способ помешать патогенным грибкам «сговариваться» и противостоять воздействию лекарств. Разработанный биологами инновационный препарат будет применяться совместно с обычными противогрибковыми средствами и многократно усиливать их действие. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда. Результаты исследования, поддержанного РНФ, опубликованы в научном журнале Journal of Biological Macromolecules.
В настоящее время беспокойство врачей вызывает «тихая пандемия» — распространение не только устойчивых к антибиотикам бактерий, но и резистентных к лекарствам грибковых патогенов, что, в свою очередь, ведёт к развитию практически неизлечимых заболеваний. Так, по некоторым данным, в год в мире от последствий микоза умирает около 3,8 млн человек.
Учёным удалось выяснить, за счёт какого механизма грибки учатся противодействовать лекарственным препаратам. Дело в том, что микроорганизмы обладают так называемым чувством кворума — то есть способны «общаться» между собой благодаря особым молекулам. Таким образом микроорганизмы сообща вырабатывают защитные соединения, сопротивляющиеся воздействию лекарств.
Авторы этой работы нашли способ прервать этот «обмен опытом» в грибковой колонии. Выяснив, какие именно молекулы участвуют в этом процессе, биологи подобрали соединение, способное разрывать такие молекулярные цепочки.
В основе нового препарата лежит фермент лактоназа, разрушающий лактоны — органические молекулы, вырабатываемые грибками. Фермент действует совместно с классическими противогрибковыми пептидами, его задача — не позволить грибкам скооперироваться для противостояния лекарству. Подобрать оптимальные пары фермент — пептид оказалось непросто, поскольку многие применяемые в медицине и сельском хозяйстве пептиды подавляют в том числе лактоназу.
В результате опытным путём биологи выявили три противогрибковых пептида, которые хорошо сочетаются с ферментами. Ими оказались бацитрацин, колистин и полимиксин — применяемые в медицине и сельском хозяйстве антибиотики.
В чистом виде все три препарата практически не подавляли патогенные грибки, выращенные в лабораторных условиях. Однако при использовании совместно с лактоназой эти же пептиды показали очень высокую противогрибковую активность. Так, эффективность бацитрацина повысилась в 100 раз, колистина — в 2 тыс. раз, а полимиксина — в 5 тыс. раз в отношении всех протестированных грибков.
«Исследование показало, что комбинации противомикробных пептидов с лактоназами помогут эффективнее бороться с грибками, вызывающими инфекции у человека, животных и растений. В дальнейшем мы планируем исследовать полученные комбинации ферментов с антимикробными препаратами против смешанных популяций микроорганизмов, например различных грибковых штаммов, грибков и бактерий, грибков и микроводорослей. Дело в том, что часто патогены разных типов объединяются в целые сообщества. Это позволяет им добиться большего успеха и, соответственно, нанести больший вред организму человека или животного», — рассказала RT доктор биологических наук, профессор кафедры химической энзимологии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Елена Ефременко.