Ученые получили патент на борьбу с супербактериями
Супербактерии, устойчивые к антибиотикам, распространяются с момента появления антибиотиков 80 лет назад. Их чрезмерное и неправильное применение позволило патогенам выработать иммунитет.
По данным CDC, супербактерии ежегодно заражают почти 2 млн американцев, и около 23 000 человек умирают от этих инфекций. Еще больше людей умирает от других состояний, осложненных такими инфекциями.
Ученые Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) разработали новый подход к созданию антибиотиков, эффективно уничтожающих супербактерии. Они получили патент на производство противомикробных соединений, которые разрушают устойчивые бактерии, используя их собственные гены против них. Метод применим против E. coli, Salmonella, Campylobacter, MRSA, Bacillus anthracis и других.
Новый подход: литические белки бактерий
Современные антимикробные соединения действуют на широкий спектр бактерий, что со временем позволяет им выработать устойчивость. Команда LLNL создала процесс для разработки новых антибиотиков, нацеленных на конкретную бактерию, вызывающую инфекцию.
Их метод использует вычислительные инструменты и секвенирование генома для идентификации генов внутри бактерии, которые кодируют литические белки, способные её убить. Эти ферменты в норме делают надрезы в клеточной стенке для деления клетки. Но в высоких концентрациях они вызывают быстрое разрушение стенки и разрыв клетки (лизис), обходя защиту, выработанную бактериями против обычных антибиотиков.
Открытие: бактерии сами производят "оружие" против себя
Команда обнаружила, что литические белки кодируются не только бактериофагами (вирусами бактерий), но и самими бактериями. Бактерии используют свои собственные версии этих белков под строгим контролем для ремоделирования клеточной стенки во время деления. Строгий контроль не позволяет производить белка слишком много, иначе клетки погибнут.
Лабораторные эксперименты показали, что литический белок, произведенный бактериями, убивал патогены эффективнее, чем белок от бактериофагов.
Результаты и потенциал
Ресурсы LLNL позволяют секвенировать геномы новых патогенов за несколько недель, определять гены литических белков и производить эти белки в больших количествах.
В экспериментах CDC литический белок, произведенный в LLNL, убил 100% клеток Bacillus anthracis, бактерии, вызывающей сибирскую язву.
Команда намерена продолжать эксперименты с разными типами устойчивых бактерий. В её состав входят исследователи LLNL Мэтью Коулман, Фелиза Бурге, Пол Джексон, Брайан Соуза и Патрик Д'Азелер.