Слизь кожи аксолота как потенциальное оружие против мультирезистентных бактерий и рака
Аксолоты известны способностью регенерировать конечности, органы и даже части мозга и сердца. Но хвостатое земноводное Ambystoma mexicanum может больше. Его слизистая оболочка защищает от патогенов, а точнее — содержащиеся в ней антимикробные пептиды (АМР). Это свойство делает земноводное интересным для медицины, поскольку растущая устойчивость бактерий к антибиотикам — серьёзная проблема.
Исследователи ищут новые молекулы-мишени, способные заменить неэффективные антибиотики. АМР — одни из наиболее перспективных кандидатов. Они часть врождённого иммунитета и есть почти у всех живых организмов.
Команда под руководством доктора Сары Штраусс изучила различные АМР из слизи кожи лабораторных аксолотов.
Исследователи показали, что АМР эффективны не только против мультирезистентных бактерий, таких как опасный госпитальный штамм MRSA. Они также успешно боролись с раковыми клетками. Результаты опубликованы в журнале PLOS ONE.
Получение слизи через мягкий массаж
«Антимикробные пептиды могут стать альтернативой антибиотикам в будущем. У них широкий спектр активности, и патогенам сложнее развить резистентность», — говорит профессор д-р Петер М. Фогт.
Для получения слизи аксолотов мягко массировали стерильными перчатками, а затем слизь собирали стерильными скребками — в соответствии с немецким Законом о защите животных.
В сотрудничестве с Институтом Фраунгофера ITEM из тысяч АМР, извлечённых из слизи, отобрали и синтезировали 22 вероятно эффективных пептидных кандидата. «Это трудоёмко и дорого, но, к сожалению, АМР не так легко производить в микроорганизмах, как некоторые антибиотики», — объясняет биолог.
Причина — в химической структуре и механизме действия АМР: они содержат положительно заряженные аминокислоты и гидрофобные компоненты. Это позволяет им связываться с клеточной стенкой бактерий, создавать в ней поры или проникать внутрь клетки и связываться с молекулами. Оба процесса повреждают клетку и приводят к её гибели. АМР также могут действовать против грибов и вирусов.
Эффективность против MRSA
Д-р Штраусс предполагает, что особая химическая структура может способствовать эффективности АМР против резистентных штаммов и, возможно, снижать риск развития устойчивости. Это даёт медицине решающее преимущество, поскольку проблема резистентности затрагивает даже резервные антибиотики.
«Четыре наших аксолотовых АМР показали эффективность против MRSA, иногда даже лучшую, чем у резервного антибиотика ванкомицина», — говорит биолог.
«Результаты против MRSA особенно значимы, потому что распространение этого мультирезистентного штамма будет расти из-за чрезмерного использования антибиотиков в здравоохранении и сельском хозяйстве», — поясняет профессор Фогт.
Контролируемая биологическая программа
Исследователи обнаружили противораковый эффект у трёх из четырёх АМР, которые также значительно подавляли MRSA. В клеточной культуре эти пептиды запускали в клетках рака молочной железы программируемую клеточную смерть (апоптоз) — контролируемую биологическую программу гибели клетки.
«Мы наблюдали, что пептиды избирательно убивают раковые клетки, не атакуя здоровые клетки ткани молочной железы», — подчёркивает д-р Штраусс.
«В целом, наши результаты позволяют предположить, что эти идентифицированные АМР могут быть перспективными кандидатами для борьбы с антибиотикорезистентностью и для противораковых стратегий». Однако необходимы дальнейшие исследования.
Исчезающий вид земноводных
Аксолот, изначально обитавший в Мексике, теперь находится под угрозой исчезновения. Центр биорегенерации Ambystoma mexicanum (ABMC), основанный в 2010 году, является домом для вида Ambystoma mexicanum и других видов земноводных, некоторые из которых также находятся под угрозой, — все животные из неволи.
ABMC сотрудничает с международными партнёрами: университетами, частными институтами и зоопарками. Он также консультирует ветеринаров по вопросам содержания, болезней, диагностики, терапии, анестезии и хирургических техник.