Новый антимикробный агент может предотвратить или лечить холеру

Исследователи из Техасского университета в Остине изучают потенциал класса природных антимикробных пептидов — микрокинов. Эти вещества производятся бактериями в кишечнике для конкуренции с другими бактериями.

В работе, опубликованной в Cell Host & Microbe, учёные впервые идентифицировали микрокин, нацеленный на штаммы бактерий Vibrio cholerae, вызывающих холеру. Эта болезнь ежегодно уносит от 21 000 до 143 000 жизней по данным ВОЗ.

Ключевые особенности микрокинов:

• Высокая избирательность: Они обычно атакуют конкретные бактерии, в отличие от традиционных антибиотиков широкого спектра. Это позволяет удалять патогены, не нарушая баланс микробиома кишечника.
• Новый механизм действия: Они эффективны против патогенов, устойчивых к обычным антибиотикам.

Как нашли микрокин:

Поиск в геномах V. cholerae осложняется короткими и разнообразными последовательностями микрокинов. Исследователи нашли обходной путь: они искали более крупный белок PCAT, который помогает бактерии экспортировать микрокины наружу. Этот подход позволил выявить около двух десятков кандидатов.

Один из них, названный MvcC, эффективно убивал патогенные штаммы V. cholerae. Это естественное оружие, которое один штамм бактерий использует против своих близких родственников.

Защита от самоуничтожения:

Штаммы V. cholerae, производящие микрокины, также вырабатывают своеобразное «противоядие» — иммунную протеазу. Эксперименты на мышах показали, что бактерии, экспрессирующие микрокины, вытесняют штаммы, которые их не производят.

Планы на будущее:

1. Мутация микрокина MvcC для повышения его летальности к V. cholerae и устойчивости к деградации в организме.
2. Разработка комбинаций различных анти-вибрионных микрокинов для предотвращения развития устойчивости.
3. Поиск лучших штаммов бактерий для производства и доставки микрокинов в кишечнике.

Искусственный интеллект в помощь:

В отдельной работе, готовящейся к публикации, команда описывает новый ИИ-подход для поиска микрокинов. Он использует белковые LLM (биологические аналоги больших языковых моделей) для нахождения последовательностей, похожих на известные микрокины.

«Представьте, что однажды вы будете есть йогурт, содержащий пробиотические штаммы бактерий, производящие микрокины для профилактики или лечения холеры, патогенной E. coli, воспалительных заболеваний кишечника или рака толстой кишки», — сказал профессор Брайан Дэвис, старший автор обеих работ.