Цифомицин: противогрибковое соединение из микробиоты муравьев

Устойчивость к противомикробным и противогрибковым препаратам — серьезная глобальная проблема здравоохранения. Исследование, опубликованное в Nature Communications, предполагает, что решение может прийти от микробиоты, населяющей тела насекомых.

Гипотезу выдвинули бразильские и американские ученые в рамках совместного проекта, начатого в 2014 году при поддержке FAPESP и NIH. Идея состояла в том, чтобы изолировать бактерии, живущие в симбиозе с листорезами рода Atta, и найти природные соединения с потенциалом для создания новых лекарств.

Группа под руководством Моники Талларико Пупо (Университет Сан-Паулу) и Джона Кларди (Гарвардская медицинская школа) открыла цифомицин. Тесты in vitro и in vivo показали, что он способен убивать грибы, вызывающие заболевания у людей и устойчивые к существующим препаратам.

«Это подтверждает нашу гипотезу, что микробиота насекомых — перспективный источник для изоляции соединений с антибактериальной и противогрибковой активностью», — отметила Пупо.

Широкий сбор образцов

Было собрано 1400 насекомых (муравьи, бабочки, осы, пчелы, мотыльки) из США, Коста-Рики, Панамы и Бразилии. В Бразилии собрали более 300 колоний муравьев в трех биомах: Серрадо, Атлантический лес и Амазония.

Цифомицин был выделен из одного экземпляра рода Cyphomyrmex, собранного на кампусе USP в Рибейран-Прету.

Методология исследования

После сбора насекомых бактерии из их тел были:

  1. Изолированы и очищены в лаборатории.
  2. Протестированы in vitro против человеческих патогенов.
  3. Самые эффективные виды отобраны для метаболомного анализа (характеристика метаболитов) и филогенетических исследований (секвенирование генов).

Ученые использовали хемометрику и жидкостную хроматографию с масс-спектрометрией, чтобы найти штаммы Streptomyces, производящие уникальную химию, отличную от почвенных бактерий.

Результаты

  • Цифомицин не был эффективен против бактерий.
  • Он показал способность бороться с инфекцией, вызываемой Aspergillus fumigatus — наиболее частым грибком внутрибольничных инфекций, вызывающим аспергиллез (летальность до 85% даже после лечения).
  • При введении лабораторным животным цифомицин также боролся с инфекциями, вызванными Candida glabrata и C. auris (устойчивые к существующим препаратам грибы, вызывающие кандидоз).

«Цифомицин — не первое соединение, идентифицированное в нашем проекте, но ни одно другое не проявляло такого уровня активности», — заключила Моника Талларико Пупо.