Российские исследователи работают над созданием антибиотиков на основе группы веществ, которые ранее не применялись для этой цели. Речь идет о соединениях, вырабатываемых бактериями-микроводорослями, чтобы выживать в экстремальных условиях. По потенциалу эти вещества способны помочь в борьбе с устойчивостью микроорганизмов к широко используемым препаратам. Учёные выделили из микроорганизмов двенадцать соединений, которые могут лечь в основу антимикробных средств нового поколения. Патогены пока не адаптировались к ним. По мнению специалистов, новые препараты против золотистого стафилококка, микобактерии туберкулеза и других возбудителей крайне востребованы в медицине. Однако от начального вещества до лекарственной формы на аптечной полке еще предстоит долгий путь.

Бактерии-экстремофилы могут стать источником для разработки нового поколения антибиотиков. Исследователи из ПсковГУ и биоресурсного центра Института физиологии РАН изучают свойства веществ, которые цианобактерии выделяют для выживания в средах, смертельных для большинства других организмов.

Речь идет о цианобактериях — сине-зеленых водорослях, которые нормально себя чувствуют при высоких температурах, повышенной солености, кислой или щелочной среде. Ученые провели скрининг штаммов, привезенных из разных экстремальных мест обитания, чтобы отобрать виды с наиболее выраженной биологической активностью.

Поскольку эти соединения ранее не применялись против инфекций, препараты на их основе могли бы уничтожать патогены, устойчивые к существующим лекарствам.

— Многие штаммы показали интересные результаты по тем или иным активностям — противораковой, антиоксидантной, антимикробной, нейропротекторной. В качестве первого кандидата мы выбрали один из штаммов рода дезертифилиум, В-1220 Desertifilium sp, который показал хорошее сочетание разных активностей, — сказал профессор ПсковГУ Андрей Фролов.

Единственным недостатком этой культуры оказалось длительное наращивание биомассы. За два месяца культивирования исследователи получили 60 г сухой биомассы. Из нее приготовили экстракт, из которого выделили 12 индивидуальных соединений с подтвержденной чистотой. В ближайшем будущем при помощи ядерной магнитной спектроскопии уточнят их структуру, а затем оценят спектр биологической активности.

— Таким образом мы выясним, какие из 12 «кандидатов» являются «авторами» этой биологической активности всего экстракта. Отберем соединения, которые проявляют высокую активность — они и станут исходным материалом для потенциального нового лекарственного средства, — сказал Андрей Фролов.

Далее биологически активные молекулы будут оптимизировать, чтобы обеспечить им более легкое проникновение в клетки человека. Параллельно исследователи будут изучать механизмы их действия, чтобы увеличить эффективность будущего препарата.

— Основная проблема старых поколений антибиотиков состоит в том, что болезнетворные бактерии к ним привыкают, возникает резистентность, и с заболеванием справиться не удается. Ученые борются с резистентностью, создавая сложные схемы лечения, которые становятся небезопасными, например, для печени. А наша идея заключается в том, чтобы привлечь абсолютно новый источник молекул из цианобактерий, — сказал Андрей Фролов.

По словам ученого, бактерии выделяют активные вещества для поддержания собственной жизнедеятельности и для борьбы с опасными для них организмами. Помимо антибиотиков, эти соединения потенциально можно будет применять как средства для уничтожения раковых клеток или защиты нейронов при нейродегенеративных заболеваниях.

Поиск новых источников антибактериальных препаратов и новых молекул сейчас относится к приоритетным направлениям в медицине, отметила доцент кафедры общей и клинической фармакологии медицинского института РУДН Ольга Бутранова. Это вызвано широким распространением резистентности к антибиотикам. По оценкам ВОЗ, к 2050 году из-за этого ежегодно может погибать до 10 млн человек.

— Начиная с 2000-х годов наблюдается множество попыток найти новые химические структуры, которые могли бы обеспечить антибактериальный эффект. Тем не менее число новых антибактериальных препаратов, вышедших на рынок, очень мало. Чаще всего это новые представители уже известных фармакологических групп, что принципиально не решает проблему, — отметила специалист.

Штамм цианобактерий, который изучают псковские авторы, мало исследован в мировой практике как источник антибиотиков, что делает разработки на его основе перспективными. Преимуществом препаратов, созданных на базе выделенных из цианобактерий веществ, может стать активность против таких значимых возбудителей, как кишечная и синегнойная палочки, золотистый стафилококк и микобактерия туберкулеза, добавила специалист.

— Есть мнение, что цианобактерии — сокровищница для поиска новых антибиотиков. И, вполне вероятно, они внесут свой вклад в борьбу с бактериальными инфекциями, а также в иных приложениях, где используются антибиотики. Однако предстоит сделать еще очень много — разработать, собственно, новые препараты, испытать их соответствующим образом, наладить производство новых антибиотиков в промышленных масштабах. Только тогда можно будет говорить об успехе технологии, — сказал академический руководитель образовательной программы «Прикладной анализ данных в медицинской сфере» МФТИ Станислав Отставнов.

Поиск новых антибактериальных средств всегда остается актуальным, репертуар доступных антибиотиков должен расширяться, чтобы справляться с резистентными бактериями. Если выделенные молекулы окажутся эффективными, это будет большим подспорьем, подчеркнул иммунолог Михаил Болков.