Ученые определили соединения, которые позволят выявлять устойчивый к антибиотикам микроорганизм из шестерки наиболее опасных — ацинетобактер баумании. Эта бактерия вызывает у человека инфекции дыхательной, мочеполовой и пищеварительной систем. Обнаруженные биологические «метки» могут использоваться для ранней диагностики этого патогена, а также для разработки новых эффективных антимикробных препаратов. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
© ТАСС
С каждым годом все больше болезнетворных бактерий приобретает устойчивость к антибиотикам. Наибольшее беспокойство у медиков вызывает группа ESKAPE, в которую входит шесть микроорганизмов — энтерококк фециум, золотистый стафилококк, клебсиелла пневмониа, ацинетобактер баумании, синегнойная палочка и энтеробактер. Эти патогены устойчивы ко многим современным препаратам и вызывают широкий круг инфекций: они поражают пищеварительную, дыхательную, мочеполовую системы, соединительные ткани и кожу. Поэтому ученые ищут новые способы раннего выявления и борьбы с такими болезнями.
Ученые из Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера (Санкт-Петербург) обнаружили биологические «маркеры», по которым можно обнаружить одного из представителей группы ESKAPE — ацинетобактер баумании. Более того, такие «маркеры» могут служить мишенями для разработки новых лекарств, к которым у бактерии еще нет устойчивости.
Авторы в течение суток выращивали клетки ацинетобактера в жидкой питательной среде. За это время микроорганизмы выделили множество продуктов жизнедеятельности. Чтобы определить их состав и выявить специфичные для ацинетобактера вещества, ученые пропустили жидкость, в которой росла культура бактерий, через пористую среду — сорбент.
Благодаря тому, что молекулы с разным весом и структурой проходят через сорбент с разной скоростью, исследователям удалось разделить весь набор молекул на семь отдельных «порций» (фракций).
Затем каждую фракцию ученые исследовали с помощью рамановской спектроскопии — метода, который напоминает снятие «отпечатков пальцев» с молекул. Для этого на образец светят лазером и смотрят, как он рассеивает свет. В результате получают спектры — графики, на которых можно найти характерные для разных веществ пики рассеяния.
Анализ показал, что все семь фракций отличаются друг от друга, но одна выделяется особенно: в ее спектре авторы нашли уникальные маркеры — высокие пики аминокислоты треонина, углеводов и каротиноидов (защитных пигментов, которые бактерии синтезируют в ответ на стресс). Кроме того, здесь оказался пик, соответствующий фосфатидилсерину — важнейшему компоненту клеточных мембран. Его обнаружение говорит о том, что в этой фракции содержались крошечные мембранные пузырьки, которые бактерии «отщепляли» от своей поверхности в окружающее пространство. Такие пузырьки переносят белки, токсины и сигнальные молекулы, важные для заражения хозяина (в частности, организма человека).
«Полученные данные позволят разработать быстрые способы выявления ацинетобактера и найти маркеры для оценки его устойчивости к антибиотикам. Все это ускорит постановку диагноза и подбор эффективного лечения для пациентов с бактериальными инфекциями. Кроме того, метаболиты бактерий могут пригодиться для разработки лекарств. В дальнейшем мы планируем выделять отдельные биологически активные вещества и проверять их эффекты на клетки иммунной системы», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Полина Гребенкина, лаборант-исследователь Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, младший научный сотрудник отдела иммунологии и межклеточных взаимодействий НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта.
В исследовании принимали участие сотрудники Научно-исследовательского института акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта (Санкт-Петербург), АО «ОПТЭК» (Санкт-Петербург) и Северо-Западного государственного медицинского университета имени И.И. Мечникова (Санкт-Петербург).
