Исследование бактерицидной активности T1-спанина против устойчивых к лекарствам бактерий

В условиях глобального распространения устойчивых к антибиотикам бактерий научное сообщество ищет альтернативные подходы к лечению. В новом исследовании японские ученые сравнили ферменты, полученные из бактериофагов, для борьбы с такими бактериями.

Исследование показало, что T1-спанин обладает превосходной бактерицидной активностью против различных штаммов, включая E. coli. Кроме того, была разработана новая технология на основе фагов для эффективной доставки генов T1-спанина в целевые бактерии. Этот прорыв открывает перспективы для создания инновационных противомикробных агентов.

• В 2019 году устойчивые к лекарствам бактерии стали причиной около 1.27 миллиона смертей в мире.
• Смертность от антибиотикорезистентных штаммов сейчас превышает смертность от ВИЧ и малярии вместе взятых.

В качестве альтернативы рассматривается бактериофаговая терапия. Бактериофаги (фаги) — это вирусы, избирательно поражающие бактерии, в том числе устойчивые к антибиотикам. Их эффективность часто связана со специализированными ферментами.

Исследовательская группа под руководством Сатоси Цунэды и Котаро Киги изучила свойства фага T1. Результаты были опубликованы в журнале BioDesign Research 8 января 2024 года.

Сравнение ферментов и роль спанинов

Ученые сравнили ферменты, полученные из фагов T1 и T7, оценив их способность убивать бактерии:

• Эндолизины разрушают клеточную стенку бактерии изнутри.
• Голины прокалывают внутреннюю мембрану бактерии.
• Спанины опосредуют слияние внешней и внутренней мембран, способствуя их разрушению.

Среди всех изученных ферментов наиболее эффективными в уничтожении бактерий оказались производные фага T1, в особенности T1-спанин.

T1-спанин играет ключевую роль в жизненном цикле фага: после репликации вируса внутри бактерии спанины разрушают клеточную мембрану, облегчая выход новых вирусных частиц.

Инновационный метод доставки

Фермент T1-спанин продемонстрировал исключительную способность проникать через внешние защиты почти 120 различных бактериальных штаммов.

Для его доставки исследователи разработали новый подход: ген T1-спанина был интегрирован в оболочку синтетического вируса-шаблона.

«В отличие от природных бактериофагов, этот синтетический вирус не способен к самовоспроизведению. Использование синтетического вируса вместо самого бактериофага позволило снизить риск загрязнения окружающей среды или любых неблагоприятных эффектов», — пояснил профессор Цунэда.

Благодаря широкому спектру действия T1-спанина, этот метод может эффективно воздействовать на широкий круг бактерий, что отличает его от традиционных подходов. Исследование демонстрирует, как инновационные стратегии на молекулярном уровне могут помочь в решении одной из самых острых проблем глобального здравоохранения.