Нужен новый антибиотик? Натравите бактерий друг на друга!
Ученые Массачусетского технологического института и университета Флориды предложили новый метод создания антибиотиков, заключающийся в «натравливании» одного вида бактерий на другой.
Проблема устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий становится все более насущной для медицинских учреждений всего мира, пациенты которых все чаще страдают от трудноизлечимых внутрибольничных инфекций. Ученые всего мира заняты разработкой новых антибиотиков. Одно из направлений поиска заключается в комбинировании существующих препаратов с целью получения более эффективных соединений. В то же время, более популярными являются попытки создания препаратов, избирательно действующих на специфичные механизмы. Результаты последних работ по секвенированию бактериальных геномов свидетельствуют о том, что сами бактерии являются неисчерпаемым источником новых, неизвестных специалистам антибиотиков, синтез которых не происходит в нормальных лабораторных условиях, где бактериям не приходится конкурировать за пищевые ресурсы.
При секвенировании генома почвенных бактерий Rhodococcus fascians авторы неожиданно обнаружили в геноме этих бактерий ряд генов, участвующих в метаболизме антибиотикоподобных соединений.
Эти результаты указывали на способность R.fascians к синтезу антибиотиков, однако в лабораторных условиях этого не наблюдалось до тех пор, пока их не поместили в культуру совместно со Streptomyces padanus – продуцентами входящего в состав многих антибактериальных кремов антибиотика неомицина (род стрептомицетов является одним из самых известных производителей антибиотиков в микромире).
В условиях конкуренции один из изучаемых штаммов R.fascians начинал синтезировать соединения, проявляющие антибиотическую активность к широкому спектру грам-положительных и грам-отрицательных бактерий.
Эти вещества, получившие название родострептомицины (rhodostreptomycins), относятся к тому же классу аминогликозидов, что и неомицин и используемый для лечения туберкулеза стрептомицин.
Пока неизвестно, пригодны ли новые соединения для клинического применения, однако эксперименты показали, что они эффективно уничтожают ассоциированные с гастритом и язвой желудка «нобелевские» бактерии Helicobacter pylori и не разрушаются в условиях повышенной кислотности (например, в присутствии желудочного сока). Кроме того, молекула родострептомицина содержит ранее неизвестный структурный компонент, который может быть полезен при разработке новых лекарственных препаратов.
Авторы обнаружили в геноме синтезирующего родострептомицин штамма R.fascians большой фрагмент ДНК, принадлежащий S.padanus. Обмен фрагментами ДНК считается распространенным в бактериальном мире приемом, лежащим в основе способности микроорганизмов быстро приобретать устойчивость к антибиотикам. В данном случае ученым удалось увидеть непосредственный результат этого механизма. Однако на сегодняшний день ученые секвенировали только половину «чужой» ДНК в геноме R.fascians и не могут с уверенностью заявлять, содержит ли он гены, ответственные за синтез родострептомицина, либо запускает находящиеся в подавленном состоянии собственные механизмы его синтеза.
Результаты работы вызвали большой интерес у специалистов, занимающихся поиском новых антибиотиков, т.к. предлагаемый авторами подход можно использовать для выявления скрытых способностей различных бактерий к производству антибактериальных препаратов.
Статья Kazuhiko Kurosawa et al. Rhodostreptomycins, Antibiotics Biosynthesized Following Horizontal Gene Transfer from Streptomyces padanus to Rhodococcus fascians опубликована в январском номере J.Am.Chem.Soc.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам TechnologyReview
20.03.2008