В организме человека обнаружены десятки натуральных антибиотиков

«В то время как биологи и химики стремятся разработать новые антибиотики для борьбы с постоянно мутирующими бактериями, которые, по прогнозам, приведут к 10 миллионам смертей к 2050 году, инженеры рассматривают проблему с другой точки зрения: они находят природные антибиотики в геноме человека, - сказал он. Университет Пенсильвании, сотрудники которого являются авторами революционных исследований.

Согласно их результатам, опубликованным в Nature Biomedical Engineering , определенный тип природного антибиотика может постоянно существовать в организме человека. Исследованием руководил Сезар де ла Фуэнте, доцент кафедры биоинженерии, микробиологии, химической и биомолекулярной инженерии.

Исследования антимикробных пептидов

Антимикробные пептиды (АМП) - это небольшие природные молекулы, которые вырабатываются почти каждым живым организмом. Из-за их способности защищать организм от инфекции очень желательно выявить новые AMP, но традиционные методы также не являются легкими.

На помощь исследователям из Пенсильванского университета пришел искусственный интеллект, в котором специально подготовленный алгоритм выполнял поиск длинных цепочек аминокислот, строительных блоков пептидов. Сначала AMP исследовали на предмет их общих черт - длины от 8 до 50 аминокислот, положительного заряда и содержания как гидрофобных, так и гидрофильных элементов.

Это было спрятано в человеческом теле

Поиск выявил 2603 новых AMP, не связанных с иммунной системой, что побудило команду называть их «зашифрованными пептидами». Затем исследователи отобрали 55 и подвергли их воздействию восьми патогенных бактерий, включая E. coli , Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Инфекции, вызванные этими бактериями , часто передаются в больницах и могут быть опасными и трудно поддающимися лечению.

Было обнаружено, что 63,6 процента из них проявили антимикробную активность.

Неожиданным открытием было то, что эти пептиды были закодированы не только в иммунной системе, но также в пищеварительной, кровеносной и нервной системах, что указывает на то, что борьба с инфекцией, вызываемой инвазивными организмами, может быть более целостным подходом, чем считалось ранее», - добавил главный следователь.

Противомикробные пептиды работали даже лучше, когда их сгруппировали вместе с другими пептидами из одной и той же области тела, что увеличивало их способность бороться с инфекцией почти в 100 раз. Испытания на мышах показали, что новый AMP работает так же, как и существующие антибиотики, не вызывая никаких видимых признаков токсичности.

«Природные антибиотики» надежда на медицину

Выявленные АМП оказались устойчивыми к инфекции, что снизило бактериальную нагрузку на три порядка. Эта способность сравнима с действием сильных антибиотиков. Ученые говорят, что это исследование может помочь обнаружить скрытые терапевтические молекулы для лечения других заболеваний и привести к разработке новых природных антибиотиков.