Команда ученых из Института Вейцмана сделала важное открытие, обнаружив, что структурные элементы клеток человеческого организма, протеасомы, способны производить природные антибиотики из частей поврежденных белков. Это открытие имеет потенциал изменить подходы к лечению бактериальных инфекций.
Об этом сообщает ProIT
Функции протеасом в борьбе с бактериями
До сих пор считалось, что основная роль протеасом заключается в расщеплении поврежденных белков и передаче их компонентов T-клеткам для активации иммунной реакции на угрозы от опасных бактерий. Однако новые исследования показали, что протеасомы могут самостоятельно выявлять опасные бактерии и производить специфические защитные механизмы, предотвращающие их рост.
«Протеасомы способны производить так называемые «защитные пептиды», которые разрывают мембраны бактерий и останавливают инфекционные процессы еще до начала ответа со стороны иммунной системы», — говорят исследователи.
Наличие протеасом в каждой клетке человеческого тела позволяет им расщеплять старые или поврежденные белки и повторно использовать их структурные компоненты. После инфицирования клетки протеасомы изменяют свою функцию и начинают создавать антибактериальные пептиды, которые разрушают мембраны бактериальных клеток.
Эксперименты с пептидами
В рамках экспериментов ученые обучили протеасомы в человеческих клетках бороться с бактериями сальмонеллы. В результате протеасомы выделили микроскопические пептиды, которые остановили рост сальмонеллы. Используя масс-спектрометрический анализ, исследователи выяснили, что из более чем 50 тысяч выделенных пептидов более тысячи имели необходимые характеристики для борьбы с опасными микробами.
Ученые также отобрали 10 наиболее перспективных пептидов для тестирования на устойчивость к бактериям, таким как Escherichia coli, синегнойная палочка и микроку желтого. Большинство из них оказалось уязвимым к новым пептидам, при этом они не проявили токсичности для клеток.
В частности, особое внимание привлек пептид, полученный из белка PPP1CB, который связан с регуляцией фосфатазы. В лабораторных условиях этот фермент не только уничтожал бактериальные возбудители, но и уменьшал их количество у инфицированных мышей, увеличивая выживаемость среди мышей с сепсисом по сравнению со стандартными антибиотиками.
На сегодняшний день проблема устойчивости бактерий к антибиотикам остается одной из самых актуальных в системе здравоохранения. Как показывают данные Национальной службы здравоохранения Великобритании, ежегодно из-за этой проблемы умирает 7,6 тысяч человек, а во всем мире эта цифра превышает 1 миллион.
Поскольку эти антимикробные пептиды происходят из собственных клеток человека, они могут снизить вероятность возникновения вредных иммунных реакций. Ученый из Имперского колледжа Лондона, Дэниел Дэвис, отмечает, что новые пептиды требуют дополнительных исследований, прежде чем могут стать основой для нового поколения антибиотиков.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
