Аксолотли известны своей способностью восстанавливать конечности, органы и даже части мозга и сердца. Однако хвостатая амфибия с научным названием Ambystoma mexicanum может делать ещё больше. Её слизистая оболочка защищает от патогенов, а точнее — содержит антимикробные пептиды (АМП), которые обеспечивают эту защиту. Это свойство делает амфибию интересной для медицины, поскольку растущая устойчивость бактерий к антибиотикам является серьёзной проблемой в здравоохранении.
Исследователи ищут новые молекулы-мишени, которые могли бы заменить всё более неэффективные антибиотики. АМП являются одними из наиболее перспективных кандидатов. Они являются частью врождённой иммунной системы и встречаются практически у всех живых организмов.
Группа исследователей под руководством доктора Сары Штраусс, возглавляющей лабораторию регенеративной биологии Керстин Реймерс в клинике пластической, эстетической, ручной и реконструктивной хирургии при Ганноверской медицинской школе (MHH), изучила различные АМП из слизи кожи аксолотлей, живущих в лаборатории.
Учёные смогли показать, что АМП эффективны не только против мультирезистентных бактерий, таких как печально известный так называемый больничный микроб MRSA, но и успешно борются с раковыми клетками. Результаты были опубликованы в журнале PLOS ONE.
«Антимикробные пептиды могут стать альтернативой антибиотикам в будущем. У них широкий спектр действия, и в то же время патогенам сложнее выработать устойчивость к ним», — говорит директор клиники профессор доктор Петер М. Фогт.
Чтобы получить слизь, аксолотлей аккуратно массировали стерильными перчатками, а затем слизь собирали стерильными скребками — всё в соответствии с положениями немецкого закона о защите животных.
В сотрудничестве с Институтом токсикологии и экспериментальной медицины Общества Фраунгофера в Ганновере из тысяч АМП, извлечённых из слизи, были отобраны 22 наиболее эффективных пептида-кандидата. «Это трудоёмко и дорого, но, к сожалению, АМП не так просто производить в микроорганизмах, как некоторые антибиотики», — объясняет биолог.
Причина этого заключается в химической структуре и механизме действия АМП: они содержат аминокислоты с положительным зарядом и водоотталкивающими компонентами. Это позволяет им связываться с клеточной стенкой бактерий. Там они вызывают образование небольших отверстий или проникают в клетку и связываются с молекулами, повреждая клетку и приводя к её гибели. АМП также могут действовать против грибков и различных вирусов.
Доктор Штраусс предполагает, что особая химическая структура может способствовать эффективности АМП против устойчивых штаммов бактерий и, возможно, снизить риск развития устойчивости. Это даёт медицине решающее преимущество, поскольку проблема развития устойчивости всё чаще затрагивает так называемые резервные антибиотики. Они используются для лечения инфекций, вызванных бактериями, против которых обычные антибиотики неэффективны, например, метициллинрезистентным золотистым стафилококком (MRSA).
«Четыре из наших аксолотловых АМП показали эффективность против MRSA, которая иногда была даже лучше, чем у резервного антибиотика ванкомицина», — говорит биолог. «Результаты в отношении MRSA особенно важны, поскольку распространение этого мультирезистентного штамма бактерий будет продолжать расти из-за чрезмерного использования антибиотиков как в здравоохранении, так и в сельском хозяйстве», — объясняет профессор Фогт.
Исследователи обнаружили антиканцерогенный эффект у трёх из четырёх АМП, которые также продемонстрировали значительное ингибирование MRSA. В клеточной культуре они запускали так называемую запрограммированную гибель клеток в клетках рака молочной железы — контролируемую биологическую программу, в которой поражённая клетка погибает.
«Мы наблюдали, что пептиды специфически убивают раковые клетки, не атакуя здоровые клетки ткани молочной железы», — подчёркивает доктор Штраусс. «В целом наши результаты позволяют предположить, что идентифицированные АМП могут быть перспективными кандидатами для борьбы с устойчивостью к антибиотикам и для разработки антираковых стратегий». Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить это.
Аксолотль, родом из Мексики, в настоящее время находится под угрозой исчезновения. Центр биорегенерации Ambystoma Mexicanum (ABMC) лаборатории регенеративной биологии Керстин Реймерс, основанный в 2010 году, является домом для вида Ambystoma mexicanum, а также других видов амфибий, некоторые из которых также находятся под угрозой исчезновения — все животные получены путём разведения в неволе.
ABMC сотрудничает с международными партнёрами, такими как университеты, частные институты и зоопарки. Он также является контактным центром для ветеринаров и предлагает обучение и консультации, а также практическую поддержку по вопросам надлежащего содержания животных, болезней, диагностики, терапии, анестезии и хирургических методов.
Предоставлено Ганноверской медицинской школой.