Все больше бактерий постоянно становится устойчивыми к антибиотикам из-за их неграмотного использования и быстрой эволюции самих микроорганизмов. Одна из важных задач медицины — постоянно искать новые виды этих лекарств и проверять их эффективность. Амикумацин впервые описали еще в 1981 году, но принцип и область его действия оставались неизвестными, поэтому применение ограничивалось научными исследованиями. Однако несколько лет назад был обнаружен природный источник амикумацина — бактерия Bacillus pumilus, которая обитает в ротовой полости сибирского бурого медведя. Открытие снова подогрело интерес к этому антибиотику, и ученые из Института биоорганической химии РАН выделили штаммы Bacillus pumilus, производящие наибольшее количество этого вещества, и определили спектр действия природного амикумацина.
Для этого они использовали недавно изобретенный ими метод глубокого функционального профилирования, при котором бактерии помещают в специальные микрокапли и анализируют на уровне единичных клеток.
«В отличие от стандартных методов, эта технология обладает уникально высокой производительностью, что позволяет выявлять даже очень редких представителей природного или искусственного биоразнообразия. Таким образом, мы можем легко находить уникальные бактерии микробиома, обладающие антибиотической активностью по отношению к патогенам», — объясняет участник проекта по гранту РНФ Станислав Терехов, кандидат химических наук, научный сотрудник ИБХ РАН.
Кроме того, ученые установили, что Bacillus pumilus лучше всего производит антибиотик в промышленных масштабах в высокоуглеводной среде с микрочастицами карбоната кальцияи и требует повышенного содержания кислорода. Дальнейшие исследования показали, что амикумацин эффективнее всего борется с против бактериями Helicobacter pylori, вызывающих язву желудка и гастрит, и золотистого стафилококка, который может вызвать многочисленные инфекции от пневмонии до менингита или остеомиелита. В целом антибиотик на высоком уровне боролся со многими грамположительными бактериями. Но оказалось, что амикумацин способен повреждать клетки тканей животных и в физиологических условиях распадается в течение двух часов, поэтому для длительного лечеения он не подойдет.
Однако, по мнению Ивана Смирнова, доктора химических наук, заместителя директора по науке Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН, нестабильность молекул не всегда считается недостатком. Амикумицин пригодится для местного лечения и быстро «выйдет из строя», а поэтому не нанесет организму большого вреда. Все это касается изначального, природного вида антибиотика, а значит, его недостатки можно будет исправить при дальнейшем изучении.
«Очевидно, что молекула амикумацина, созданная природой, не имеет набора свойств, характерных для полусинтетических антибиотиков и цитостатических лекарственных препаратов, существующих на рынке. В то же время его структура является стартовой площадкой для создания стабильных аналогов, позволяя перенаправить его высокий потенциал на получение новых антимикробных и противораковых препаратов», — заключает Станислав Терехов.
«Во всем мире устойчивые к антибиотикам инфекции вызывают 31,5 миллиона случаев сепсиса, что приводит к 5,3 миллиона смертей ежегодно», — сообщает руководитель проекта по гранту РНФ Иван Смирнов. По мнению ученого, новые антибиотики, в том числе амикумацин, могли бы помочь решить эту проблему.
