Антибиотики внутри нас

Исследователи говорят, что человеческий микробиом – совокупность микроорганизмов, обитающих внутри нас – содержит свыше 3 000 кластеров бактериальных генов, которые имеют огромный потенциал для получения лекарственных веществ.

Новая научная работа, результаты которой опубликованы в журнале Cell, показала, что здоровая вагинальная микрофлора содержит секрет синтеза нового антибиотика, который не был известен науке – лактоциллина (lactocillin).

Традиционный взгляд на антибиотики выглядит примерно так: фармацевтические компании создают новые вещества в лабораториях, затем федеральные органы дают разрешение на их использование, и только после этого мы можем приобрести их в аптеке по назначению врача.

Но мир вокруг нас богат неизвестными науке микроскопическими «фабриками» по производству этих веществ. И их продукцию ученые едва ли знают хотя бы на 10%. Каждый микроорганизм в процессе эволюции создает свое средство для защиты от микробов-конкурентов. Многие из них мы просто скопировали и немного доработали, получив коммерческие антибиотики.

Микробиом человека – это одно из величайших биологических открытий последнего времени. Триллионы разнообразных микроорганизмов населяют человеческое тело. По мере изучения этого микробиома ученые все чаще приходят к выводу, что он сложился не случайно, а формировался долгое время и теперь серьезно влияет на многие базовые жизненные процессы внутри нас.

Исследователи долгое время изучали его, но микробиологов интересовали в основном отдельно взятые виды, которые они выделяли, выращивали на питательных средах, подвергали различным воздействиям, анализировали продукты их жизнедеятельности. Недавние достижения в области секвенирования ДНК показали нам, что человеческий микробиом – это очень сложное и тесно взаимосвязанное сообщество, которое живет вместе со своим хозяином уже миллионы лет. И рассматривать его нужно как единое целое.

Наш микробиом участвует во многих метаболических процессах, от усвоения компонентов пищи до синтеза некоторых витаминов. От микрофлоры зависит здоровье человека. Интересный факт: недавно ученые выяснили, что в микрофлоре кишечника может скрываться тайна развития аутизма.

Природная фабрика лекарств
В своем последнем исследовании калифорнийские ученые убедительно доказали, что микробиом человека – это все еще не изученный фармакологами кладезь природных лекарственных веществ, в том числе антибиотиков.

Ведущий автор исследования Майкл Фишбах (Michael Fischbach), профессор биоинжиниринга из Школы фармации Университета Калифорнии в Сан-Франциско, говорит, что многие болезни начинают развиваться после «расшатывания» микробиома человека. Если бы ученым удалось найти вещества, которые помогают поддерживать микрофлору организма, то риск этих заболеваний удалось бы сократить.

Профессор Фишбах, который специализируется на изучении интересных молекул, синтезируемых микроорганизмами, говорит, что около 1/3 всех лекарств, которые мы сегодня используем – это продукты микроорганизмов или растений. Сюда относят антибиотик пенициллин, многие средства для химиотерапии рака, и даже лекарства для снижения холестерина.

В своем последнем исследовании Фишбах и его коллеги получили чистое вещество лактоциллин – антибиотик, который вырабатывают бактерии вида Lactobacillus gasseri, населяющие влагалище. Лактоциллин имеет много общего с новейшими антибиотиками, которые сейчас испытывают фармацевтические компании. Он убивает многие виды патогенных организмов, часто вызывающих вагиниты. В то же время лактоциллин не трогает «полезные» бактерии, с которыми Lactobacillus gasseri миллионы лет живет в соседстве.

ClusterFinder открывает секреты микробиома
В ходе своего исследования ученые использовали компьютерную программу под названием ClusterFinder, которая идентифицирует бактериальные гены, способные стать источниками биологически активных субстанций.

Когда они запустили эту программу для анализа геномов всех видов, составляющих микробиом человека, она идентифицировала 3 118 разных кластеров бактериальных генов из разных частей человеческого тела. Каждый из этих кластеров может кодировать вещества, которые заинтересуют фармацевтических производителей. Лактоциллин – первый в списке таких веществ.

medbe.ru