Keanumycins: новый природный антимикробный агент из бактерий против грибков растений и человека

Бактерии рода Pseudomonas продуцируют сильное противомикробное природное соединение, открытое исследователями из Института исследования природных продуктов и инфекционной биологии им. Лейбница (Leibniz-HKI). Доказано, что вещество эффективно как против фитопатогенных грибов, так и против грибов, патогенных для человека. Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society и отмечено редакционной статьей в Nature.

Новая группа природных соединений, названная кеанумицинами, эффективно действует против вредителя растений Botrytis cinerea, вызывающего серую гниль и ежегодные огромные потери урожая. Активный ингредиент также подавляет опасные для человека грибы, такие как Candida albicans. Согласно предварительным исследованиям, он безвреден для клеток растений и человека.

Таким образом, кеанумицины могут стать экологичной альтернативой химическим пестицидам, а также новым оружием в борьбе с резистентными грибами. «У нас кризис в области противомикробных средств, — объясняет первый автор исследования Себастьян Гётце. — Многие патогенные для человека грибы теперь устойчивы к антимикотикам, отчасти потому, что эти средства в больших количествах используются на сельскохозяйственных полях».

Смертоносные, как Джон Уик

Обнаружение нового активного вещества в бактериях Pseudomonas не случайно. «Мы работаем с псевдомонадами давно и знаем, что многие виды этих бактерий очень токсичны для амёб, которые питаются бактериями», — говорит руководитель исследования Пьер Штальфорт.

Похоже, за смертельный эффект бактерий ответственны несколько токсинов, из которых до сих пор был известен лишь один. В геноме бактерий исследователи обнаружили гены биосинтеза новых природных соединений — кеанумицинов A, B и C. Эта группа относится к нерибосомным липопептидам с мылоподобными свойствами.

Вместе с коллегами из Биопилотной установки Leibniz-HKI исследователям удалось выделить один из кеанумицинов и провести дальнейшие тесты. «Липопептиды убивают настолько эффективно, что мы назвали их в честь Киану Ривза, потому что он тоже чрезвычайно смертоносен в своих ролях», — с улыбкой объясняет Гётце.

Исследователи предположили, что кеанумицины могут убивать и грибы, поскольку те напоминают амёб по некоторым характеристикам. Это предположение подтвердилось в сотрудничестве с Исследовательским центром садоводческих культур Университета прикладных наук Эрфурта. Там было показано, что кеанумицин эффективен против серой гнили на листьях гортензии. В данном случае для значительного подавления роста гриба было достаточно культуральной жидкости, уже не содержащей бактериальных клеток.

«Теоретически, надосадочную жидкость из культур Pseudomonas, содержащую кеанумицин, можно было бы использовать непосредственно для растений», — говорит Гётце. Дальнейшие испытания будут проводиться совместно с коллегами из Эрфурта. Кеанумицин биоразлагаем, поэтому в почве не должны образовываться постоянные остатки. Это означает, что природное соединение может стать экологичной альтернативой химическим пестицидам.

Возможное применение для человека

«Кроме того, мы протестировали выделенное вещество против различных грибов, инфицирующих человека. Мы обнаружили, что оно сильно подавляет, среди прочих, патогенный гриб Candida albicans», — говорит Гётце.

Следовательно, кеанумицин потенциально может применяться не только для растений, но и для человека. Согласно проведённым тестам, природное соединение не обладает высокой токсичностью для человеческих клеток и уже эффективно против грибов в очень низких концентрациях. Это делает его хорошим кандидатом для фармацевтической разработки новых антимикотиков. Они также срочно необходимы, поскольку на рынке существует очень мало препаратов против грибковых инфекций.