Инженерные бактериальные везикулы созданы для борьбы с антимикробной резистентностью

Патогенные бактерии, такие как Staphylococcus aureus, вызывают инфекции и всё чаще проявляют устойчивость к антибиотикам. В качестве альтернативы исследуются эндолизины — ферменты, разрушающие клеточную стенку бактерий. Однако их широкому применению мешают высокая стоимость производства, нестабильность и подверженность деградации.

Учёные из Пусанского национального университета (Корея) решили использовать внеклеточные везикулы (EVs) — наночастицы, выделяемые клетками. Они сконструировали EVs, полученные из молочнокислых бактерий (LAB), чтобы доставлять специфичные к патогенам эндолизины.

Исследование, опубликованное в Chemical Engineering Journal 15 мая 2025 года, описывает открытие и применение нового поверхностно-экспрессируемого белка (SDP), обнаруженного на EVs бактерии Lacticaseibacillus paracasei (LP).

Учёные культивировали LP, выделили EVs и провели протеомный анализ. С помощью биоинформатических инструментов они идентифицировали 13 поверхностно-экспрессируемых белков, ассоциированных с EVs от LP.

«На сегодняшний день ни один SDP из EVs видов LAB не был охарактеризован. Впервые наша группа идентифицировала новый SDP под названием LP-SDP3 из внеклеточных везикул L. paracasei. Мы также наблюдали гомологичные белки SDP3 в E. coli и других штаммах LAB, причём функция SDP сохранялась у этих видов», — объясняет профессор Ким.

Вдохновлённые этим, исследователи пошли дальше и встроили в EVs с LP-SDP3 эндолизин PlyF307_SQ-8C, специфичный к S. aureus. Эти сконструированные везикулы смогли избирательно нацеливаться и уничтожать S. aureus.

Кроме того, эти инженерные EVs были устойчивы к изменениям температуры и pH, не вызывали развития антимикробной резистентности и сохраняли профиль безопасности, аналогичный очищенному эндолизину PlyF307_SQ-8C.

«Инженерные EVs, полученные из LAB, можно производить в больших масштабах, что снижает потребность в дорогостоящих технологиях очистки белка. Через 5–10 лет это исследование может помочь изменить способ лечения инфекций, сохранения пищи и производства биологических терапий — сместив фокус с антибиотиков на безопасные, умные и устойчивые биоинженерные альтернативы», — комментирует профессор Ким.

Таким образом, идентификация белка LP-SDP3 и его использование для создания новой, безопасной и эффективной платформы на основе EVs может изменить ландшафт антибактериальной терапии.