Комп’ютерний аналіз ДНК бактерій, що живуть на нашій шкірі і в кишечнику, допоміг вченим виділити два потужних антибіотика – гуміміцин А і гуміміцин, які допоможуть боротися з поки невразливими “супербактеріями”.
“Ці антибіотики можуть працювати в якості своєрідного “підсилювача” для інших ліків. Їх дія на ланцюжки синтезу життєво важливих речовин в мікробах можна порівняти з тим, як якщо б ви взяли шланг і пережали його в двох місцях. Ні перший, ні другий пережим не можуть повністю зупинити потік води самі по собі, однак їх комбінація поступово зупиняє потік”, — розповідає Шон Бреді (Sean Brady) з університету Рокфеллерів (США).
Виникнення у бактерій стійкості до антибіотиків змушує фармацевтів створювати все нові і нові види лікарських засобів. Однак мікроорганізми мутують дуже швидко, тому серед них досить швидко виникають штами, невразливі для небезпечних препаратів. Якщо людство перестане винаходити нові антибактеріальні препарати, існуючі антибіотики скоро стануть просто марні.
Проблемою стійкості до антибіотиків у всьому світі займаються дійсно передові наукові центри, але справа ця непроста. Гра в “квача” з мікробами — ти їм новий антибіотик, вони тобі через якийсь час стійкість — обходиться недешево: розробка нового антибіотика сьогодні коштує від 800 мільйонів до мільярда доларів, і йде на це зазвичай 8-10 років.
Бреді і його колеги помітно здешевили і прискорили цей процес, розробивши незвичайну методику комп’ютерного аналізу генів, яка дозволяє знаходити у віртуальній ДНК мікробів і багатоклітинних живих істот послідовності, які можуть бути пов’язані з виробництвом молекул, здатних знищувати хвороботворних бактерій. Роботу цього алгоритму вчені протестували на найбільш вивченому наборі геномів бактерій – людському мікробіомі, сукупності ДНК мікроорганізмів, що живуть в нашому кишечнику та на поверхні шкіри.
Проаналізувавши тисячі геномів бактерій, які живуть у нашому організмі, Бреді і його колеги виділили шість десятків генів, “прочитання” яких повинно змушувати клітину синтезувати молекули, схожі за складом і формою на антибіотики. Відібравши найбільш вдалу половину з них, вчені синтезували білки, інструкції по збірці яких містилися в цих генах, і перевірили їх роботу на колоніях кишкової палички, золотистого стафілокока та інших небезпечних мікробів.
Як виявилося, два з них, які отримали імена гуміміцин А і гуміміцин, були особливо ефективні в боротьбі проти бактерій, знищуючи не тільки “звичайні” штами стафілокока, стрептокока і кишкової палички, але і їх версії, стійкі до дії звичайних антибіотиків. Обидва цих білка знищують мікробів, пригнічуючи ферменти, які вони використовують для “лагодження” і споруди своїх клітинних стінок.
Вчені перевірили працездатність цих антибіотиків, заразивши кілька мишей смертельною дозою стафілокока, стійкої до дії звичайних ліків. Гризуни, які після цього отримували порції ліків на базі гуміміцинів і традиційних антибіотиків, які успішно пережили інфекцію, тоді як всі особини з контрольної групи загинули.
Що цікаво, бактерії родокока, в яких були знайдені ці речовини, в природних умовах “приховують” їх і не синтезують дані антибіотики при їх вирощуванні в пробірці. Найближчим часом Бреді і його колеги планують продовжити пошуки таких молекул ДНК інших мікробів, сподіваючись поповнити наш “арсенал” в гонці озброєнь з хворобами.