Немецкие ученые выделили из бактерий, обитающих в человеческом носу, новый антибиотик широкого спектра действия. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
Сотрудники Университета Тюбингена провели скрининг антимикробной активности бактерий из коллекции назальных мазков в отношении золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). Содержимое носа было выбрано для исследования, поскольку оно представляет собой скудную питательную среду, где конкуренция за нутриенты между микроорганизмами особенно высока.
Выяснилось, что штамм IVK28 бактерии Staphylococcus lugdunensis в определенных условиях эффективно подавляет рост золотистого стафилококка. Химический анализ показал, что при дефиците железа и росте на твердой питательной среде этот микроорганизм производит вещество, которое является мощным антибиотиком.
Соединение, названное лугдунин, представляет собой циклический пептид из пяти аминокислот (D-валин, L-триптофан, D-лейцин, L-валин и D-валин), связанных с тиазолидиновым гетероциклом. В микробной клетке его продуцирует нерибосомальная пептидсинтетаза. Антибиотиков подобной структуры до сих пор не было известно, и исследователи предложили сделать его первым представителем группы макроциклических тиазолидиновых пептидов.
В ходе последующих экспериментов выяснилось, что лугдунин производит бактерицидный эффект не только на золотистый стафилококк (в том числе метициллин-резистентный), но и на многие грамотрицательные бактерии, такие как энтеропатогенная кишечная палочка, ванкомицин-резистентные энтерококки, синегнойная палочка и другие. Механизм его действия может быть связан с блокированием основных бактериальных метаболических путей — при его воздействии микробные клетки прекращали поглощать и использовать компоненты белков и нуклеиновых кислот (в этом лугдунин схож с антибиотиком даптомицином из группы циклических липопептидов). Тем не менее, конкретная молекулярная мишень препарата пока неизвестна. На активность и метаболизм человеческих иммунных клеток лугдунин не влияет даже в высоких концентрациях.
Эффективность нового антибиотика подтвердили на мышах с кожной стафилококковой инфекцией. Трехкратная аппликация 1,5 микрограмма лугдунина через 24, 30 и 42 часа после заражения уничтожила патоген как на поверхности, так и в глубоких слоях кожи.
Чтобы изучить взаимодействие S. lugdunensis и S. aureus в естественной среде, ученые провели микробиологический анализ мазков из носа 187 госпитализированных пациентов. Искомые бактерии были выделены соответственно у 9,1 и 32,1 процента. При этом частота носительства золотистого стафилококка при наличии S. lugdunensis оказалась почти в шесть раз меньше, чем в его отсутствие (5,9 против 34,7 процента).
Для внедрения лугдунина в практику необходимо уточнить его эффективность и токсичность в доклинических и клинических испытаниях. Не исключено, что молекулу придется модифицировать для повышения растворимости и активности.
Олег Лищук