Tайни механизми за борба с бактериите

Змии, мечки и мравки ще ни спасят от супер бактериите

В първата половина на миналия век Александър Флеминг направил революция в медицината, откривайки първия известен антибиотик – пеницилин.

Но десетилетията неконтролируемо използване използване на лечебните ореоарати довело до това, че с всяка година все по-често се появяват щамове на опасни бактерии, устойчиви към стандартните препарати.

Ето защо учените са принудени да търсят нови природни химически съединения, способни да убиват патогенните микроорганизми. Едно от тях съвсем неотдавна било открито на птицечовката, а сега изследователите обърнали внимание на змиите.

Гърмящата змия предлага мощно оръжие срещу супербактериите

Научен екип от Куинслендския университет в Австралия съвместно с испански колеги открил в жлезите на южноамериканските гърмящи змии фрагменти от протеини, които могат да помогнат за създаването на препарати против супербактериите.

Става дума за пептидното съединение кроталицидин, което притежава антимикроби, противотуморни и противогъбични свойства и е същото време е нетоксично за обикновените клетки.

Учените решили да проверят как кроталицидинът се справя с два разпространени вида бактерии – чревната и синегнойната пръчици. 

Лабораторните експерименти доказали изключително висока ефективност на пептида. Той унищожил 90% от двата типа бактерии: в случая с чревната пръчица за това били нужни 1.5 – 2 часа, а със синегнойната пръчица кроталицидът се справил за 5 – 30 мин.

Но най-главното е, че изследователите успели да обяснят какво осигурява толкова мощния антибактериален ефект. Оказва се, че цялата работа е в елекростаичното притегляне, което възниква между телата.

Пептидът има положителен електрически заряд, а мембраните на антибактериалните клетки – отрицателен, ето защо пептидът се привлича към клетките и разрушава мембраната, а след това и цялата клетка. Междувременно обикновените клетки в организма на животните нямат заряд, т. е. те са неутрални. Изследователите избрали за свои първи експерименти най-опасните щамове на бактериите, които предизвикват сериозни инфекции.

Предполага се, че в крайна сметка кроталицидинът ще бъде използван за създаване на антибиотици от ново поколение, против които ще бъдат безсилни дори супер бактериите.

Спасението се крие в устата на мечката

В хода на ново изследване специалисти от Русия и САЩ открили в слюнката на сибирската кафява мечка вещество, което за защитава от стафилококи – смъртоносни бактерии, предизвикващи широк спектър от заболявания: от възпаление на рани до пневмония и менингит.

Сибирската кафява мечка е подвид кафява мечка, обитаваща по-голямата част ор Сибир източно от река Енисей, а така също териториите на Монголия и Китай. Основната част от нейното меню се състои от растителна храна, което не ѝ пречи периодично да ловува и елени и лосове и да се лакоми за риба.

Учените под ръководството на академик Александър Хабибов от Института по биоорганична химия при Руската академия на науките и лауреата на Нобелова награда по химия Сидни Алтман от Йейлския университет, решили да надникнат в устата на стопанина на тайгата не от празно любопитство, а в рамките на голям проект за изучаване на микробиома на много видове диви животни. Неволните участници в експеримента били уловени в сибирската тайга, след което им взели проби от слюнката за лабораторен анализ.

Използвайки иновационни технологии за анализиране на микробните съобщества и методи на синтетичната биология, учените открили сред бактериите, населяващи устната кухина на мечката, рядка популация високо активни микроорганизми от вида Bacillus pumilus, които произвеждат антибиотика амикумацин. По-нататъшния анализ показал, че това вещество се справя ефективно с такъв опасен възбудител на болести при човека, като златистия стафилокок.

Откритието на новия антибиотик е особено важно, тъй като стафилококите често изработват устойчивост към медицинските препарати. Резултатите от изследването, публикувани в списание PNAS, не само откриват пътя към нови методи за лечение на редица заболявания, но и помагат на учените да разберат по-добре как се развива резистентността към антибиотиците и какви са методите за въздействие на лекарствата на бактериалните клетки.

Тайни механизми защитават мравките от инфекции 

Изследователите отдавна са забелязали, колко много мравките приличат на хората. Те са много социализирани, имат строга йерархия, развиват успешно селско стопанство и използват чужд труд.

А още мравките, както и хората, са подложени на някои заболявания. За борба с бактериите, които ги предизвикват, насекомите произвежда свои собствени антибиотици.

И сега учените от Университета в Северна Каролина доказали, че мравките могат да помогнат на хората за създаване на нови препарати. Това е направление, на което се отдава все по-голямо значение във връзка с появата на супербактерии, различаващи се с резистентност към съществуващите антибиотици. 

Провеждайки сравнителен анализ, изследователите изяснили, че много видове мравки използват против бактериите доста мощни противомикробни агенти. Още по-любопитното е, че авторите открили още няколко вида, които въобще са лишени от възможност да произвеждат противомикробно химическо съединение. А значи, тези мравки са успели да развият по-хитри защитни системи, които също следва да бъдат изучени.

“В бъдеще мравките могат да станат източник на нови антибиотици за борба с болестите на човека”,

заявил водещият автор на изследването Клинт Пеник. 

Неговият екип подбрал за изследването представители на 20 вида мравки: те били обработени със специален разтворител, за да се вземат проби от вещества от повърхността на тялото на всяка мравка. Полученият разтвор след това бил вкаран в бактериална суспензия и по-късно учените сравнявали растежа на тези бактерии с показателите на контролната група.

Ако бактериите в някои от “мравчените резтвори” растели по-бавно, отколкото в контролната група, това означавало, че веществото съдържа противомикробен агент.

Резултатите показали, че от 20 изучени видове мравки 12 произвеждат ефективни антибактериални вещества. Създател на най-мощния антибиотик станала мравката Solenopsis molesta.

Останалите 8 вида или просто не умеели да създават антибиотици, или умеели, но такива, които се оказали безсилни против бактериите, използвани конкретно в този експеримент.

По думите на авторите, търсенето на видове насекоми, които произвеждат мощни противомикробни съединения, е много важно, но не по-малко е важно изучаването на мравките, лишени от химическа защита. Много видове са намерили алтернативни начини за предотвратяване на инфекции, които не разчитат на антимикробни химически вещества. Засега не е съвсем ясно как успяват да живеят, но изследователите са уверени, че трудолюбивите насекоми крият в себе си тайни механизми за борба с бактериите.

Вижте още и ⤵️
Да прогоним бактериите от кухнята
Спрете вирусните инфекции с тези прости стъпки
Водата затваря “входната врата” на инфекциите