Недавно разработанный фермент – мощный антибиотик стафилококка

(PhysOrg.com) – За последнее десятилетие устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus, или MRSA, открыл новую эру в борьбе между человеком и насекомыми. Используя силу природных антибиотиков, ученые создали фермент, известный как лизин, который не только убивает MRSA у мышей, но и работает синергетически с антибиотиками, которые когда-то были бессильны против этого грозного организма.

Поскольку их лучшие химические антибиотики постепенно перестают работать, ученые все чаще обращаются к природе в поисках способа борьбы со смертельными бактериями стафилококка – виновниками большинства больничных инфекций. Естественно токсичные для бактерий ферменты, называемые лизинами, обладают многообещающей способностью уничтожать стафилококк, но проблема заключается в их производстве в достаточном количестве, чтобы изучить, как они работают. Ученые из Рокфеллеровского университета преодолели этот барьер, разработав лизин, который не только убивает Staphylococcus aureus (MRSA) с множественной лекарственной устойчивостью у мышей, но также работает синергетически с традиционными антибиотиками, которые давно были отложены из-за устойчивости.

Последние пять лет Винсент А. Фишетти, руководитель лаборатории бактериального патогенеза и иммунологии, и его коллеги пытались клонировать лизин, который специально нацелен на стафилококк, но они всегда сталкивались с одной и той же проблемой. Хотя сотни тысяч лизинов могут быть экспрессированы в сконструированной клетке, все они будут слипаться, образуя нерастворимый комок, делая их неактивными. «Они были бесполезны; настоящая заноза в нашу сторону », – говорит Фишетти. «Мы столкнулись с некоторыми проблемами при клонировании лизинов других бактерий, таких как стрептококк, но ничего подобного.”

Лизины, белки, полученные из вирусов, которые инфицируют бактерии в течение миллиардов лет, состоят из двух основных компонентов. Один действует как система распознавания, чтобы идентифицировать конкретные виды бактерий, на которые она эволюционировала; другой работает как молекулярная дрель, пробивая отверстия в клеточной стенке бактерии, убивая организм. Вместе эти два компонента работают так быстро и так эффективно, что бактерии не успевают выработать резистентность.

Для разработки функционального лизина команда Фишетти, включая Ану Даниэля и Чада Эйлера, бывшего постдока и старшего аспиранта лаборатории, соответственно, воспользовалась модульной природой лизинов. В серии последовательных и логических шагов команда смешала и сопоставила два сегмента от 20 до 25 различных лизинов, специфичных для стафилококка, до тех пор, пока они не создали химеру, которая при выражении в достаточном количестве не слипалась. Затем они протестировали химерный лизин, названный химерным лизином для стафилококков, или ClyS, чтобы увидеть, будет ли он вести себя как тот, который возник в природе.

«Как будто этот химерный лизин возник сам по себе», – говорит Фишетти. «Он сопротивляется нейтрализации антителами, которые рассматривают его как иностранного захватчика, и он очень, очень эффективен.”

Объединив силы природы с технологической мощью, Фишетти и его команда не только придумали альтернативный способ победить MRSA, но и потенциально вдохнули новую жизнь в лекарства, которые больше не эффективны против организма. Используемый отдельно, ClyS способен убивать все виды стафилококка, включая штаммы MRSA, как в культуре, так и у мышей. Но исследователи также обнаружили, что при использовании ClyS вместе с антибиотиком оксациллином (антибиотиком, к которому MRSA устойчив) синергетический эффект позволяет применять оба препарата в очень низких дозах, что позволяет снова использовать ранее отложенный и недорогой антибиотик.

«Эта работа стала результатом чистого упорства и тяжелой, утомительной работы», – говорит Фишетти. «Но это также говорит о силе природы и технологий, работающих вместе, чтобы помочь нам выиграть битву за устойчивость к антибиотикам.”

Самые занимательные новости