Итальянские и американские биологи разработали алгоритм, с помощью которого проанализировали человеческий протеом и нашли в нем 2603 белка, обладающих характеристиками антимикробных пептидов. Затем ученые синтезировали 55 из них, и оказалось, что больше половины из исследованных пептидов действительно обладают антимикробной активностью.

Работа опубликована в Nature Biomedical Engineering.

Большинство антибиотиков, которые сейчас используют, открыли десятилетия назад. За это время бактерии успели потерять к ним чувствительность. Так, по данным ВОЗ, резистентность к ципрофлоксацину, которым лечат инфекции мочевыводящих путей и пневмонию, у Escherichia coli во многих странах достигла 92,9 процента, а у Klebsiella pneumoniae — 79,4 процента.

Перспективный путь получения антибиотиков — поиск новых соединений среди антимикробных пептидов, которые производят все живые организмы для защиты от патогенов. Человек здесь не является исключением, поэтому ученые из Италии и США во главе с Сесаром де ла Фуэнте-Нуньесом (Cesar de la Fuente-Nunez) из Университета Пенсильвании решили поискать вещества, обладающие противомиробной активностью, в человеческом организме.

Для этого они сканировали человеческий протеом — то есть все белки, производимые людьми. Исследователи разработали скрипт Python, который искал белки с характеристиками антимикробных пептидов: длина от 8 до 50 аминокислотных остатков, положительный заряд, а также как гидрофобные, так и гидрофильные составляющие.

Поиск выявил 2603 антимикробных пептида. Оказалось, что они не имеют отношения к иммунной системе организма. Ученые выбрали 55 пептидов и синтезировали их в лаборатории, чтобы проверить их антимикробные свойства на патогенах, часто встречающихся в клинической практике — Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae и Acinetobacter baumannii.

63,6 процента исследованных пептидов полностью убивали хотя бы один из видов бактерий в колонии размером 10⁶ клеток на миллилитр. Интересно, что если ученые комбинировали несколько антимикробных пептидов, которые производились клетками определенной ткани человеческого организма, то их активность увеличивалась. Например, комбинация антимикробных пептидов SCUB1-SKE25 и SCUB3-MLP22 из плазмы крови оказалась более эффективной против A. baumannii и P. aeruginosa у мышей с кожным абсцессом, чем эти пептиды по отдельности (p < 0,0001).

Эффективность антимикробных пептидов по отдельности и вместе против A. baumannii и P. aeruginosaTorres et al. / Nature Biomedical Engineering, 2021

Исследователи считают, что анализ протеома человека может помочь найти не только новые антимикробные препараты, но и лекарства от других болезней среди белков, которые производит человеческий организм.