Пептиды выборочно убивают раковые клетки, не поражая здоровые клетки ткани молочной железы

Среди животных, способных отращивать оторванные конечности, выделяются мексиканские аксолотли. Эти амфибии, находящиеся под угрозой исчезновения, также могут отращивать органы, включая части мозга и сердца. Теперь биологи присматриваются к слизи этих мастеров регенерации. Антимикробные пептиды (АМП) в слизи аксолотлей защищают их от патогенов. Теперь, согласно новому исследованию, это известное в Интернете животное может решить проблему устойчивости к антибиотикам. Его антимикробные пептиды были эффективны против бактерий с множественной устойчивостью, включая страшный метициллинрезистентный золотистый стафилококк (МРЗС), и помогали бороться с раковыми клетками. Результаты описаны в исследовании, недавно опубликованном в журнале PLOS ONE.

Слизевой массаж

Антимикробные пептиды — одни из самых перспективных кандидатов на борьбу с дальнейшей устойчивостью бактерий к антибиотикам. Они содержатся практически во всех живых организмах и являются частью врождённой иммунной системы.

«Антимикробные пептиды могут стать альтернативой антибиотикам в будущем», — заявил соавтор исследования доктор Петер М. Фогт, хирург и директор клиники Kerstin Reimers Laboratory for Regenerative Biology при клинике пластической, эстетической, хирургии рук и реконструктивной хирургии Ганноверской медицинской школы в Германии. «Они обладают широким спектром активности, и в то же время патогенам сложнее выработать к ним устойчивость».

Аксолотли в дикой природе находятся под угрозой исчезновения в основном из-за деградации среды обитания, загрязнения и неместных хищников в их небольшом географическом ареале в озёрах и каналах южного Мехико. В Центре биорегенерации Ambystoma Mexicanum (ABMC) Лаборатории регенеративной биологии Керстин Реймерс в настоящее время обитает аксолотль Ambystoma mexicanum, а также другие виды амфибий, которые могут изучать учёные. Все животные, участвующие в этом исследовании, получены в результате разведения в неволе.

Чтобы получить кожную слизь для нового исследования, аксолотлей осторожно массировали в стерильных перчатках. Слизь, выделяемая амфибиями, удалялась с перчаток стерильными скрёбками. По словам команды, эта работа была проведена в соответствии с рекомендациями немецкого закона о защите животных.

Из тысяч антимикробных пептидов, выделенных из слизи и синтезированных, команда отобрала 22 вероятных эффективных пептида-кандидата. Это было нелегко.

«Это отнимает много времени и средств, но, к сожалению, АМП не так легко вырабатываются в микроорганизмах, как некоторые антибиотики», — объясняет Фогт.

Химическая структура и механизм действия антимикробных пептидов — вот что делает их производство таким сложным. Все они содержат аминокислоты с положительным зарядом и водоотталкивающие компоненты, благодаря чему могут связываться с клеточной стенкой бактерий. Прикрепившись к клеточной стенке бактерии, они либо проделывают в ней небольшие отверстия, чтобы проникнуть внутрь клетки, либо связываются с молекулами. Оба процесса повреждают клетку и приводят к её гибели. Антимикробные пептиды также могут действовать против вирусов и грибков.

Борьба с МРЗС

По словам соавтора исследования, биолога Медицинской школы Ганновера Сары Штраус, именно эта особая химическая структура делает антимикробные пептиды эффективными против устойчивых штаммов бактерий и может снизить риск дальнейшей резистентности. Использование возможностей этой химической структуры может дать решающее преимущество, поскольку даже резервные антибиотики рискуют потерять эффективность в борьбе с бактериями. Резервные антибиотики используются при инфекциях, вызванных бактериями, когда обычные антибиотики уже неэффективны. Так обстоит дело с МРЗС, который вызывает около 20 000 инфекций в год в США.

Четыре антимикробных пептида аксолотля показали эффективность против МРЗС. В некоторых случаях они были даже более эффективны, чем резервный антибиотик ванкомицин.

«Результаты борьбы с МРЗС особенно важны, поскольку распространение этого мультирезистентного штамма бактерий будет продолжать расти из-за чрезмерного использования антибиотиков как в здравоохранении, так и в сельском хозяйстве», — говорит Фогт.

Борьба с раком

Команда также обнаружила антиканцерогенный эффект у трёх из четырёх антимикробных пептидов. Эта группа также была эффективна против МРЗС. В культуре клеток эти пептиды вызывали запрограммированную клеточную смерть в клетках рака молочной железы. Запрограммированная клеточная смерть — это контролируемая биологическая программа, при которой поражённая клетка погибает в лабораторных условиях.

«Мы заметили, что пептиды специфически убивают раковые клетки, не поражая при этом здоровые клетки ткани молочной железы», — говорится в заявлении Штрауса. «В целом наши результаты позволяют предположить, что выявленные AMP могут стать перспективными кандидатами для борьбы с устойчивостью к антибиотикам и для противораковых стратегий».

Хотя для подтверждения этих результатов необходимы дополнительные исследования, эти результаты являются основой для изучения того, какие будущие терапевтические средства скрываются в слизи аксолотля.