Гамлет из грудного молока побеждает бактерии

Альбумины грудного молока повышают восприимчивость бактерий к антибиотикам.



Компонент женского молока противостоит устойчивости бактерий к антибиотикам

Компонент женского молока противостоит устойчивости бактерий к антибиотикам

iStockPhoto
Некоторые компоненты грудного молока «возвращают память» самым злостным и устойчивым к антибиотикам штаммам бактерий. Открытие американских ученых поможет одержать победу в борьбе с внутрибольничными инфекциями.

Белковый комплекс HAMLET, в «шекспировском» названии которого заключена совсем не шекспировская аббревиатура «Human Alpha-lactalbumin Made Lethal to Tumor Cells», был открыт в 1995 году в Лундском университете Швеции, в лаборатории Катарины Сванборг. В международную команду ученых, трудившихся в проекте, входили российский исследователь Борис Животовский и американский Андерс Хаканссон. Ученые выделили альфа-лактальбумин из женского грудного молока, чтобы исследовать, как препарат влияет на способность бактерий проникать в клетки человека. В качестве тест-системы выбрали раковую клеточную линию. Каково же было удивление, когда оказалось, что

выделенный белковый комплекс продемонстрировал не только антибактериальную активность, но и способность избирательно убивать раковые клетки, оставляя здоровые клетки целыми и невредимыми.

С тех пор изучение свойств HAMLET развивалось в двух направлениях.

В лаборатории Андерса Хаканссона, на кафедре микробиологии и иммунологии Университета Буффало, США, продолжили изучать антибактериальные свойства «Гамлета». В августе 2012 года в журнале PLoS ONE появилась статья об эффективности использования данного препарата против одного из возбудителей пневмонии — Streptococcus pneumoniae. Причем не простого микроба, а выработавшего в процессе борьбы за свое существование устойчивость к пенициллину (PRSP).

Теперь эти результаты подкреплены новыми исследованиями, в которых HAMLET продемонстрировал свои бактерицидные способности в борьбе с метициллин-резистентным золотистым стафилококком (MRSA).

Новая статья Андерса Хаканссона в соавторстве с его сотрудниками Лаурой Маркс и Эмили Клементи появилась в PLoS ONE 1 мая 2013 года. Препарат HAMLET для исследований предоставила Катарина Сванборг.

Ученые из Университета Буффало выяснили, что

белковый комплекс HAMLET, полученный из материнского молока, возвращает бактериям восприимчивость к «старым» антибиотикам, таким как пенициллин, эритромицин.

Эффект препарата был продемонстрирован и в чашке Петри, и в экспериментах на животных. В чашках Петри препарат разрушал бактериальные биопленки и колонии микроорганизмов, а в экспериментах на мышах убивал бактерии, которыми заражали грызунов через дыхательные пути (интраназально).

Эффект был настолько сильным, что бактерии, в том числе и те, что повинны в стойких внутрибольничных инфекциях, не поддающихся лечению и часто приводящих к смерти пациентов, «вспоминали» о том, что им положено погибать от антибиотиков.

«Появилась возможность снизить концентрации антибиотиков, которые применяют в борьбе с инфекциями. Кроме того, HAMLET позволит вновь вернуться к использованию обычных антибиотиков против устойчивых штаммов», — считает Андерс Хаканссон.

Похоже, бактериям не удается приобрести устойчивость к препарату HAMLET, они продолжают погибать в огромных количествах и длительное время спустя после его воздействия. В лаборатории Катарины Сванборг в Лундском Университете в 1995 году был исследован механизм действия препарата.

Тогда же было показано, что у некоторых бактерий (в том числе S. pneumoniae и S. aureus), HAMLET повреждает систему транспорта ионов внутрь клетки и наружу, из нее. А также блокирует активность двух ферментов, которые обеспечивают ключевой биохимический процесс — гликолиз. В результате нарушается система энергообеспечения бактериальной клетки, и она погибает.

HAMLET запускает целый каскад биохимических реакций, сходных с таковыми при апоптозе, когда микробы включают программу самоуничтожения «во благо всего бактериального сообщества».

В природе такой сценарий реализуются при образовании биопленок — особых микробных сообществ. Этот процесс начинается с усиленного поступления кальция внутрь клетки и активации фермента серин/треонинкиназы, а заканчивается разрывом клеточных мембран и гибелью микроба.

«В отличие от синтетических препаратов, HAMLET — натуральный комплекс молочного альбумина и липидов. И поэтому не вызывает побочных токсических реакций, которые мы столь часто наблюдаем в тех случаях, когда приходится использовать мощные антибиотики, чтобы искоренить устойчивые к лекарствам микроорганизмы», — такими видит преимущества препарата Лаура Маркс, аспирантка Школы медицины и биомедицинских наук Университета Буффало. Мысль проверить, как HAMLET будет действовать в сочетании с антибиотиками, пришла в голову Лауре Маркс, когда она ознакомилась с результатами одного исследования, в котором использовали «коктейль» из препаратов для лечения ВИЧ. «То, что действительно привлекло меня в этой работе — идея комбинации лекарственных средств, где каждый препарат с собственным механизмом может усиливать действие других лекарств, — пояснила Лаура Маркс. — Было любопытно узнать, проявит ли HAMLET синергическое взаимодействие с традиционными лекарственными средствами».

В лабораторных экспериментах HAMLET помог снизить дозировку антибиотиков, необходимых для борьбы пневмококком и золотистым стафилококком, в восемь раз и более.

Эффект был настолько сильным, что устойчивые «супербактерии», в том числе и штамм золотистого стафилококка, нечувствительный к ванкомицину — «антибиотику последней инстанции», стали вновь уязвимыми.

В результате отдел науки и технологий Университета Буффало подал предварительную заявку на оформление патента на использование препарата HAMLET против бактерий, а Андерс Хаканссон и его супруга Хазелин основали компанию под названием Evincor для дальнейшего продвижения своих разработок.

«В настоящее время фармпромышленность неохотно развивает направление, связанное с получением новых поколений антибиотиков, потому что их можно использовать в течение непродолжительного времени, нечасто и лишь в тех случаях, когда другие лекарства неэффективны, — пояснила Хазелин Хаканссон. — С другой стороны, HAMLET, скорее всего, следует отнести к адъювантным (усиливающим) лекарственным средствам. Он может найти широкое применение в комбинации с обычными антибиотиками.

У него огромный «рыночный» потенциал на ближайшую пару лет, поскольку невосприимчивость микроорганизмов к антибиотикам постоянно растет».

Некоторые специалисты считают, что момент, когда мы исчерпаем все возможности антибиотиков в борьбе с микробами, не за горами. И, наверное, это еще один повод вспомнить гениальное изречение Уинстона Черчилля: «Самые лучшие инвестиции — это вложение молока в ребенка».