Чтобы помочь восстановить арсенал против инфекционных заболеваний, многие ученые поворачиваются к естественным белкам, известным как антибактериальные пептиды, которые могут убить не только бактерии, но и другие микробы, такие как вирусы и грибы. Команда исследователей в MIT, Университете Бразилиа и Университете Британской Колумбии теперь спроектировала антибактериальный пептид, который может разрушить много типов бактерий, включая некоторых, которые являются стойкими к большинству антибиотиков.«Одна из наших главных целей состоит в том, чтобы предоставить решения, чтобы попытаться бороться с устойчивостью к антибиотикам», заявляет MIT postdoc Сесар де ла Фуенте. «Этот пептид захватывающий в том смысле, что он обеспечивает новую альтернативу для лечения этих инфекций, которые предсказаны, чтобы ежегодно убивать больше людей, чем какая-либо другая причина смерти в нашем обществе, включая рак».Де ла Фуенте – соответствующий автор нового исследования и один из его ведущих авторов наряду с Осмэром Сильвой, postdoc в Университете Бразилиа, и Эване Хэни, postdoc в Университете Британской Колумбии.
Тимоти Лу, адъюнкт-профессор MIT электротехники и информатики, и биологической разработки, является также автором статьи, которая появляется в выпуске 2 ноября Научных Отчетов.Изменение к лучшему природыАнтибактериальные пептиды, произведенные всеми живыми организмами как часть их свободной обороноспособности, убивают микробы несколькими различными способами. Во-первых, они тыкают отверстия в клеточных мембранах захватчиков.
Однажды внутри, они могут разрушить несколько клеточных целей, включая ДНК, РНК и белки.У этих пептидов также есть другая критическая способность, которая устанавливает их кроме традиционных антибиотиков: Они могут принять на работу иммунную систему хозяина, вызвав клетки, названные лейкоцитами, которые прячут химикаты, что помощь убивает вторгающиеся микробы.Ученые работали в течение нескольких лет, чтобы попытаться приспособить эти пептиды как альтернативы антибиотикам, поскольку бактерии становятся стойкими к существующим наркотикам.
Естественные пептиды могут состоять из 20 различных аминокислот, таким образом, есть большое возможное изменение в их последовательностях.«Вы можете скроить их последовательности таким способом, которым Вы можете настроить их для определенных функций», говорит de la Fuente. «Мы имеем вычислительное право пытаться произвести терапию, которая может добраться до клиники и оказать влияние на общество».В этом исследовании исследователи начали с естественного антибактериального пептида, названного clavanin-A, который был первоначально изолирован от морского животного, известного как tunicate. Оригинальная форма пептида убивает много типов бактерий, но исследователи решили попытаться спроектировать его, чтобы сделать его еще более эффективным.
У антибактериальных пептидов есть положительно заряженный регион, который позволяет им тыкать через бактериальные клеточные мембраны и гидрофобное протяжение, которое позволяет взаимодействие с и перемещение в мембраны. Исследователи решили добавить последовательность пяти аминокислот, которые сделают пептиды еще более гидрофобными в надеждах, что она улучшила бы их смертельную способность.Этот новый пептид, который они назвали clavanin-MO, был очень мощным против многих бактериальных штаммов.
В тестах у мышей исследователи нашли, что это могло убить напряжения кишечной палочки и золотистого стафилококка, которые являются стойкими к большинству антибиотиков.Подавление сепсиса
Другое главное преимущество этих пептидов – то, что, в то время как они принимают на работу иммуноциты, чтобы бороться с инфекцией, они также подавляют сверхактивный подстрекательский ответ, который может вызвать сепсис, опасное для жизни условие.«В этой единственной молекуле у Вас есть синтетический пептид, который может убить микробы – и восприимчивый и стойкий к препарату – и в то же время может действовать как противовоспалительный посредник и увеличить защитную неприкосновенность», говорит de la Fuente.
Исследователи также нашли, что эти пептиды могут уничтожить определенные биофильмы, которые являются тонкими слоями бактериальных клеток та форма на поверхностях. Это указывает на возможность использования их лечить инфекции, вызванные биофильмами, такими как инфекции Pseudomonas aeruginosa, которые часто поражают легкие больных муковисцедозом.
Или, они могли быть включены в поверхности, такие как столы, чтобы сделать их стойкими к микробному росту.Другие возможные заявления на эти пептиды включают антибактериальные покрытия для катетеров или мази, которые могли использоваться, чтобы лечить инфекции кожи, вызванные золотистым стафилококком или другими бактериями.
Если эти пептиды развиты для терапевтического использования, исследователи ожидают, что они могли использоваться или в автономной терапии или вместе с традиционными антибиотиками, которые сделают более трудным для бактерий развить устойчивость к лекарству. Исследователи теперь исследуют то, что делает спроектированные пептиды более эффективными, чем естественные с надеждами на создание их еще лучше.