Антибактериальные пептиды наполняют бактериальную клетку токсичными белковыми отложениями.

От бактерий мы избавляемся антибиотиками, но бактерии привыкают к ним, приспосабливаются, становятся устойчивыми к лекарствам. В последнее время такие устойчивые микробы превращаются в настоящую головную боль для медицины. Но если бактерии стали устойчивы к старым антибиотикам, нужно найти новые, и желательно такие, к которым бактериям будет очень трудно привыкнуть.

Клетки лёгких и бактерии синегнойной палочки. (Фото: SNSF Scientific Image Competition / Flickr.com) 

В этом смысле особенно перспективными выглядят так называемые антимикробные пептиды — молекулы, состоящие из горстки аминокислот. Их можно найти в природе (например, у мясных мух, которым приходится буквально купаться в опасных бактериях) или синтезировать в лаборатории. Большинство антимикробных пептидов действует на клеточную мембрану бактерий — у мембраны нарушается проницаемость, чего бактерия пережить не может. Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН, Института белка РАН и других научных центров предлагают использовать против микробов пептиды с другим механизмом действия. Они состоят из двух частей: одна часть помогает всей молекуле проникнуть в бактериальную клетку, а потом вступает в дело вторая часть, из-за которой в бактерии образуются амилоидные отложения. Эти отложения представляют собой, грубо говоря, белковый осадок, слипшиеся друг с другом молекулы белков и пептидов, которые заполняют клетку и подталкивают её к гибели. В целом всё происходит подобно тому, как при болезни Альцгеймера нейроны гибнут от слипшихся молекул пептида бета-амилоида.

Амилоидогенные пептиды для бактерий (то есть такие, которые спровоцируют появление амилоидных отложений) создавали на основе одного из рибосомных бактериальных белков. Рибосомные белки входят в состав рибосом — сложных молекулярных комплексов, выполняющих синтез белка. Однако из крупной молекулы рибосомного белка можно вычленить кусочек-пептид, из-за которого клетка заполнится амилоидными отложениями. Один из таких пептидов по эффективности был сравним с антибиотиком гентамицином, но при этом действовал на лекарственно-устойчивый штамм синегнойной палочки Pseudomonas aeruginosa, которую простым антибиотиком было не взять. На клетки животных новые пептиды не действуют, и остаётся надеться, что и в экспериментах на животных (а также в клинических испытаниях) они продемонстрируют должную эффективность при полной безопасности.

Результаты исследований опубликованы в International Journal of Molecular Sciences и Frontiers in Molecular Biosciences.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.

По материалам пресс-службы ИТЭБ РАН