Соединение из глубоководной морской губки может стать решением против MRSA

Соединение, выделенное из глубоководной морской губки, собранной у Багамских островов, демонстрирует мощную антибактериальную активность против устойчивых к лекарствам бактерий метициллин-резистентного Staphylococcus aureus (MRSA). Эти бактерии, также называемые «супербактериями», устойчивы ко всем бета-лактамным антибиотикам, таким как метициллин, пенициллин, оксациллин и амоксициллин, и могут быть смертельными. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, ежегодно происходит более 80 000 инвазивных инфекций MRSA и 11 285 связанных с ними смертей. Результаты исследования, проведенного учеными из Института океанографии Харбор-Бранч Университета Флориды Атлантик, опубликованы в текущем выпуске журнала Marine Drugs.

Исследователям удалось продемонстрировать выделение, определение структуры и биологическую активность нового индольного (основа многих биологически активных веществ) алкалоида, выделенного из морской губки. Они назвали антибиотическое соединение «драгмацидин G» и показали, что оно обладает широким спектром биологической активности, включая ингибирование MRSA, а также панели клеточных линий рака поджелудочной железы.

«Губки рода Spongosorites были источником ряда биологически активных бис-индольных алкалоидов, которые, как сообщается, обладают различной активностью, включая антибактериальную, противовирусную, противогрибковую, антиплазмодиальную, цитотоксическую, а также противовоспалительную», — сказала Эми Райт, доктор философии, ведущий автор и научный профессор Института Харбор-Бранч FAU, которая руководит программой открытия лекарств института. — «Мы обнаружили существенную антибактериальную активность у драгмацидина G. Он более чем в 10 раз эффективнее других членов семейства бис-индольных алкалоидов, сохраняя при этом селективность в отношении бактериальных клеток по сравнению с клетками млекопитающих».

Программа открытия лекарств

В течение многих лет ученые из Института Харбор-Бранч FAU собирали необычные морские организмы — многие из них из глубоководных местообитаний — которые являются источником новых природных соединений. Большинство образцов поступают в основном из районов Атлантики и Карибского бассейна; другие — с Галапагосских островов, западной части Тихого океана, Средиземного моря, Индо-Тихоокеанского региона, Западной Африки и Берингова моря. Программа открытия лекарств FAU Harbor Branch ищет методы лечения рака поджелудочной железы и инфекционных заболеваний, а их ученые также сотрудничают с другими исследователями, работающими над другими формами рака, малярией, туберкулезом, нейродегенеративными заболеваниями и воспалением.

«Основная цель нашей программы морской биомедицины и биотехнологии — открыть морские природные соединения, полезные в качестве лекарств или инструментов, которые позволят нам лучше понять процессы заболевания», — сказала Райт.

Методология исследования

За последние 10 лет команда создала библиотеку материалов (обогащенную фракционную библиотеку FAU Harbor Branch), которые тестируются на различные заболевания как в самом институте, так и в лабораториях-партнерах. После обнаружения активности команда использует биоаналитически-направленную фракционирование для очистки биологически активных природных соединений. Структуры этих новых соединений определяются с помощью спектроскопических методов с упором на использование спектроскопии ядерного магнитного резонанса (NMR). Затем исследователи могут определить, как работают соединения, используя широкий спектр методов, таких как иммунохимическая (аффинная) хроматография малых молекул или, как в данном случае, создание бактерий, устойчивых к драгмацидину G, с последующим определением того, какие генетические изменения присутствуют в устойчивых бактериях.

Для этого исследования фракции из обогащенной фракционной библиотеки FAU Harbor Branch были протестированы в ряде анализов, включая ингибирование роста лекарственно-устойчивых патогенных для человека бактерий MRSA. Райт также работала с исследователями из Университета Центральной Флориды над тестированием ингибирования роста возбудителя туберкулеза и паразита Plasmodium falciparum, одной из причин малярии у человека. Высокообогащенная фракция, содержащая новое соединение, показала активность во всех трех анализах и была дополнительно очищена для получения чистого драгмацидина G, что позволило определить его структуру и провести биологические испытания. Исследователи планируют дальнейшие исследования на основе этих предварительных результатов.