«Дефектные» протеины – эффективная защита от устойчивых к терапевтическим препаратам бактерий
Исследователи из Университета Висконсина (Мэдисон, США), разработали синтетические пептиды, обладающие функциями перфоринов и дефенсинов – белков, вырабатывающихся клетками врожденной иммунной системы для защиты от бактериальной инвазии.
Дефенсины и перфорины крайне консервативны и присутствуют у большинства организмов. Исследователи считают, что они работают, создавая в клеточных стенках бактерий нерегулируемые поры.
Группа исследователей под руководством Сэмюэля Геллмана (Samuel Gellman) и Шэннона Шталля (Shannon Stahl) синтезировали полимеры, по структуре сходные с перфоринами и дефенсинами, синтезирующимися в организме млекопитающих. Для этого сначала синтезировали отдельные субъединицы белков, а затем соединяли их в определенном порядке.
В качестве контроля служили синтетические белки с неправильным порядком субъединиц (субъединицы в их составе были соединены случайным образом).
К удивлению ученых, обнаружилось, что взятые в качестве контроля полимеры обладали гораздо более ярко выраженным эффектом элиминации бактерий. Также они были эффективнее естественных белков, которые приводят к гибели не только бактерий, но и эритроцитов. При применении синтетических «дефектных» белков такого эффекта не наблюдалось.
Таким образом, «дефектные» полимеры оказались не только более эффективными, но и гораздо менее токсичными для организма, нежели его собственные белки неспецифической защиты. В опыте они использовались для подавления роста золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), устойчивого к антибиотику ванкомицину.
Была показана адгезия синтетических полимеров в отрицательно заряженной клеточной стенке бактерий, после чего полимеры меняли свою конформацию и формировали в клеточной стенке бактерий поры. Следует отметить, что мембраны большинства эукариотических клеток имеют нейтральный заряд, поэтому искусственные перфорины и дефенсины к ним не адгезировались.
Однако бактерии выживают в течение достаточно долгого времени после встречи с дефенсинами, поэтому белки неспецифической защиты должны оставаться эффективными в течении как можно более длительного периода. Искусственные полимеры вполне удовлетворяют этому требованию. Однако вопрос того, станет ли на их основе производиться новый класс антибиотиков, остается нерешенным, так как применение в клинике веществ со случайной молекулярной структурой может оказаться небезопасным.
По материалам:
NewScientist