Наука

Антибиотик выделили из бактерии, обитающей в человеческом носу

В недавнем исследовании, опубликованном в Nature, показано, что микробиом человека может быть источником новых антибиотиков, которые отчаянно нужны врачам для лечения инфекций, вызванных патогенами, устойчивыми к применяемым ныне антибиотикам, в том числе, метициллин-резистентным золотистым стафилококком (MRSA).

Напомним, что золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) персистирует в верхних отделах дыхательных путей примерно у каждого третьего человека. У здоровых людей инфекция протекает бессимптомно, в то время как у пациентов с ослабленным иммунитетом, больных сахарным диабетом, детей и пожилых, особенно в условиях больниц, может развиваться тяжелое заболевание. Стафилококковые инфекции часто трудно поддаются лечению из-за устойчивости возбудителя к целому ряду антибиотиков.

Почему стафилококк не вызывает заболевания у большинства носителей? Защиту обеспечивает не только иммунная система, но и микробиом человека – бактерии-симбионты, которые обитают в организме и выполняют множество важных функций, в том числе подавляют рост патогенной флоры. Механизмы такой конкуренции пока до конца не ясны, однако, похоже, определенную роль в этом играют антибиотики, выделяемые «дружественными» человеку бактериями. Их поиском и занялись* сотрудники Университета Тюбингена (Германия).

Они исследовали бактерии из коллекции назальных мазков на способность подавлять рост S. aureus. На слизистой носа питательных веществ немного, поэтому конкуренция между бактериями здесь особенно жесткая.

Читайте также: 10 перспективных альтернатив антибиотикам

Оказалось, что рост золотистого стафилококка (в том числе метициллин-резистентного) в определенных условиях эффективно подавляет штамм IVK28 бактерии Staphylococcus lugdunensis. На твердой питательной среде и в условиях дефицита железа этот микроорганизм выделяет вещество, которое является мощным антибиотиком. В честь своего продуцента вещество назвали лугдунин. Оно представляет собой циклический пептид из пяти аминокислот (D-валин, L-триптофан, D-лейцин, L-валин и D-валин), связанных с тиазолидиновым гетероциклом. Он синтезируется не на рибосомах, а с помощью специального фермента пептидсинтетазы. Он стал первым представителем группы антибиотиков – макроциклических тиазолидиновых пептидов. Механизм действия лугдунина пока не установлен. Предполагается, что он блокирует определенные метаболические процессы в микробной клетке.

Было установлено, что лугдунин убивает не только золотистый стафилококк, но и на другие бактерии, такие как энтеропатогенная кишечная палочка, ванкомицин-резистентные энтерококки, синегнойная палочка и другие.

Новый антибиотик тестировали также на мышах: трехкратное нанесение 1,5 мкг лугдунина через 24, 30 и 42 часа после заражения S. aureus элиминировало патоген и на поверхности, и в глубоких слоях кожи.

Читайте также: Извечное противостояние антибиотиков и бактерий

При анализе назальных мазков человека оказалось, что частота носительства S. aureus при наличии S. lugdunensis почти в шесть раз меньше, чем в его отсутствие.

До клинических испытаний лугдунина еще далеко, возможно, молекулу придется еще оптимизировать, однако авторы подчеркивают перспективность самого подхода – поиска новых антибиотиков у бактерий-симбионтов человека.

Читайте также: Новый мощный антибиотик выделили из морских губок

* Zipperer A, Konnerth MC, Laux C, Berscheid A, et al. Human commensals producing a novel antibiotic impair pathogen colonization // Nature 535, 511–516 (28 July 2016) doi:10.1038/nature18634

На фото:  метициллин-резистентный золотистый стафилококк; сканирующая электронная микроскопия.