Молекула может победить устойчивые к антибиотикам инфекции
Исследователи из Университета Западного Онтарио, используя знания о том, как бактерии сосуществуют и конкурируют в природе, обнаружили соединение, способное ингибировать рост Staphylococcus aureus — опасной бактерии, вызывающей пневмонию и сепсис и устойчивой ко многим антибиотикам.
S. aureus и другие стафилококки обычно живут вместе на коже и в верхних дыхательных путях человека и животных. Различные виды стафилококков постоянно конкурируют с S. aureus за питательные вещества. Эта конкуренция привела к тому, что некоторые штаммы выработали свойства, позволяющие им обезвреживать S. aureus.
"Эти другие бактерии обычно не вызывают заболеваний, поэтому их мало изучали, и им не уделяли особого внимания", — сказал аспирант Денни Чин. "Однако есть несколько исследований, показывающих, что некоторые из этих бактерий производят молекулы, которые убивают или подавляют S. aureus, чтобы получить конкурентное преимущество".
Лаборатория, в которой работает Чин под руководством Дэвида Хайнрихса, занимается изучением стратегий, которые S. aureus использует для заражения, и поиском способов его остановить. S. aureus, считающийся патогеном высшего приоритета, выработал устойчивость почти ко всем доступным антибиотикам. Появление таких штаммов, как метициллин-резистентный S. aureus (MRSA), сделало поиск новых препаратов для борьбы с инфекциями важной областью исследований.
Момент "эврики"
С этой целью Чин начал искать способы использовать силу бактериальной конкуренции для разработки новых методов лечения инфекций, вызванных S. aureus. Имея в лаборатории тысячи штаммов стафилококков, он начал буквально "охотиться" в морозильниках, проверяя их на способность ингибировать опасную бактерию.
"Я подумал, что, возможно, хотя бы один из них может обладать такими свойствами; и я наткнулся на штамм Staphylococcus chromogenes, который предотвращал рост S. aureus", — сказал Чин. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Это открытие стало моментом "эврики", по словам Хайнрихса: "Сначала мы не были уверены, что что-то получится из всех этих скринингов, так что для Денни наткнуться на что-то было действительно захватывающе. Для молодого ученого нет ничего лучше".
После года экспериментов они выделили соединение 6-тиогуанин (6-TG), продуцируемое S. chromogenes, и показали, что оно замедляет рост S. aureus, а также предотвращает выработку им токсинов, вызывающих инфекцию.
"Молекула не убивает бактерии напрямую, а ингибирует их вирулентность, поэтому мы называем ее соединением, подавляющим вирулентность, а не антибиотиком", — сказал Хайнрихс.
Это соединение уже используется для лечения воспалительных заболеваний кишечника и некоторых видов рака, но его никогда не исследовали в контексте лечения бактериальных инфекций.
Хайнрихс и Чин надеются, что факт его уже существующего применения в других областях ускорит процесс одобрения для клинического использования при стафилококковых инфекциях.
Вместе с коллегами из Университета Торонто им также удалось идентифицировать гены, продуцирующие 6-TG, клонировать их и перенести в другие бактерии.
Это открытие предполагает, что для этих бактерий должно существовать эволюционное преимущество в производстве 6-TG и что это эффективный способ подавления S. aureus.