Микробы из слизи рыб могут стать источником новых антибиотиков

В будущем лечение болезней может зависеть от микробов, обитающих в слизи, покрывающей рыб.

Поиск нового поколения антибиотиков критически важен. Растёт число бактериальных инфекций, устойчивых к существующим препаратам. ВОЗ предупреждает об усугублении проблемы, а недавнее исследование прогнозирует, что к 2050 году лекарственно-устойчивые инфекции затронут больше людей, чем рак.

Более 70% современных противомикробных средств получены из природных соединений. Растения и микробы производят множество сложных химических веществ, некоторые из которых обладают антибиотическими или противовирусными свойствами. Например, амоксициллин — производное вещества, выделенного из плесени Penicillium.

Хотя поиск часто сосредоточен на почвенных микробах, они повсюду, в том числе на коже и внутри животных. Эти микробы могут взаимодействовать с организмом-хозяином, помогая пищеварению или снижая инфекции, а также быть источником новых антибиотиков. Например, новый антибиотик был недавно найден у бактерии из человеческого носа.

В нашей лаборатории в Университете штата Орегон мы ищем новые антибиотики среди микробов, ассоциированных с животными. Основное внимание уделяется рыбам — самой разнообразной группе позвоночных (более 33 000 видов). Они живут в сложных условиях, и их микробы, вероятно, помогают им сопротивляться инфекциям.

Мы сотрудничаем с морским биологом Мисти Пейг-Тран для получения образцов слизи у разных видов тихоокеанских рыб. Её команда собрала около 17 видов, включая прибрежных розовых губанов и глубоководных бельдюговых.

Слизь рыб служит физическим барьером против бактерий, вирусов и грибков. Предполагается, что химические компоненты, производимые микробиомом рыбы, также помогают отражать инфекции.

Наша цель — выделить интересные бактерии из слизи и изучить биологическую активность производимых ими веществ.

Мы исследуем таксономию этих бактерий. Студентке Молли Остин и аспиранту Пейджу Манделаре удалось выделить 47 различных штаммов бактерий из мазков слизи. Мы культивировали их, экстрагировали производимые ими химические вещества и тестировали на способность подавлять распространённые человеческие патогены.

Несколько бактериальных экстрактов показали сильную антимикробную активность. 15 экстрактов сильно подавляли метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA) — устойчивый патоген, вызывающий трудноизлечимые инфекции у людей.

Дополнительный анализ одного из самых мощных экстрактов показал, что микробы производят несколько аналогов гетероциклического ароматического соединения феназина, обладающего антибиотической активностью. Мы также протестировали эти экстракты на раковые клетки. Оказалось, что бактерия Pseudomonas, выделенная из прибрежного розового губана, производит метаболит, подавляющий рост клеток карциномы толстой кишки человека.

Это исследование продолжается. Эффективность активного соединения как лекарства зависит от многих факторов. Однако результаты показывают, что микробы, ассоциированные с рыбами, производят широкий спектр разнообразных и сложных химических веществ и являются отличным источником для поиска новых лекарств.