Одна из перспективных альтернатив антибиотикам – использование заражающих бактериальные клетки микроорганизмов – бактериофагов или «коктейлей» из их отдельных ферментов. Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с коллегами из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН и других российских институтов исследовали ферменты из ряда бактериофагов – вирусов, которые паразитируют на высокопатогенной бактерии Acinetobacter baumannii.
Ее назвали в честь американских бактериологов Пола и Линды Бауманн. Эта бактерия «ответственна» за множество случаев внутрибольничных инфекций. Она вызывает менингит, пневмонию, заражение ран, урологические инфекции и другие тяжелые осложнения.
«Всемирная организация здравоохранения уже около 10 лет назад заявила, что мы вошли в постантибиотиковую эпоху. Нередко бактерии вырабатывают устойчивость еще до того, как антибиотик выпущен на рынок. Именно поэтому так важно искать новые способы борьбы с патогенными микроорганизмами. Мои коллеги работают с естественными врагами Acinetobacter baumannii – бактериофагами из рода Friunavirus», – рассказал старший научный сотрудник лаборатории инженерной энзимологии ФИЦ Биотехнологии РАН Константин Бойко.
Эти бактериальные вирусы узнают патогенную бактерию-хозяина благодаря ферментам под названием TSD (tailspike depolymerase, буквально – «деполимераза хвостового шипа»). Такие ферменты разрезают разветвленные молекулы полисахаридов, которые «живут» во внешней оболочке бактерии и служат ей естественной защитой, и после этого клетка гибнет.
В отличие от антибиотиков, которые «не видят» разницы между вредными и полезными бактериями и зачастую требуют восстановления микрофлоры после приема, фаговые деполимеразы «заточены» именно под бактерию-патоген, это обеспечивает безопасность для других клеток, находящихся рядом.
«В нашей совместной работе мы идентифицировали и комплексно исследовали ряд таких деполимераз, специфичных к серьезному патогену – Acinetobacter baumannii. В частности, методом рентгеноструктурного анализа нами была установлена пространственная структура этих ферментов», – пояснил Константин Бойко.
Чтобы показать их потенциальную антимикробную активность, в качестве эксперимента штаммом Acinetobacter baumannii K9 заразили личинок восковой моли, это привело к их высокой смертности. Но наличие в среде одного из исследованных ферментов существенно снижало летальность. Полученные результаты показали, что деполимеразы бактериофагов – перспективный объект для борьбы с различными патогенами, в том числе обладающими множественной лекарственной устойчивостью.
Результаты работы опубликованы на страницах International Journal of Molecular Sciences. Исследование поддержано национальным проектом «Наука и университеты».
