Ученые СПбГУ разработали антибиотик нового поколения от опасных бактерий

Антибиотики принципиально нового действия, разработанные в СПбГУ, выходят на мировой рынок. Лекарство не только уничтожает большую часть известных опасных бактерий, не повреждая тканей организма, но и усиливает действие других антибиотиков и не позволяет микроорганизмам к ним адаптироваться. Оно успешно борется с различными стафилококками, синегнойной палочкой, кишечной палочкой и другими распространенными среди людей и животных бактериями. В грядущем 2019 году уникальное лекарство на основе личинок мясной мухи появится в аптеках стран Азии, позже препарат начнет использоваться и в России. Разработчики антибиотика уже ведут переговоры об этом с одной из отечественных фармацевтических компаний. Корреспондент Города+ поговорил с руководителем проекта, научным сотрудником кафедры энтомологии СПбГУ Андреем Яковлевым и выяснил подробности.

«Вещества, с которыми мы имеем дело, – это антимикробные пептиды. Это антибиотики естественной природы, которые присутствуют в любом живом организме: от одноклеточного до человека. В том числе они есть и у мух. Интерес состоит в том, что только насекомое в ответ на бактериальную инфекцию вырабатывает сразу несколько таких молекул, их количество может достигать многих сотен», – объясняет ученый.

Проще говоря, у организма мясной мухи более совершенная система защиты от бактерий, чем у человека. Привычный способ лечения для современной медицины  – бороться с одной вредной бактерией с помощью одного химического соединения. Вездесущие насекомые оказались предусмотрительнее: их тело вырабатывает целый набор разных соединений, которые адаптируются под любой микроорганизм. Таким образом, у бактерии не остается шансов «раскусить» код антибиотика и защититься от него.

Подобный защитный механизм существует у многих насекомых, но мясная муха – один из самых распространенных их видов, популяцию которого, в отличие от, например, тропического кузнечика, можно легко выращивать в лаборатории. Кроме того, это насекомое живет в предельно негигиеничной и опасной среде, питаясь мертвечиной, и постоянно контактирует с большинством бактерий. То есть, ее иммунную систему можно считать сильной.

Именно поэтому ученые СПбГУ избрали для своей работы такого неприглядного донора. Из личинок мухи они научились добывать те самые естественные белковые антибиотики – пептиды. Многочисленные лабораторные исследования и опыты, по словам Андрея Яковлева, показали невероятный результат. Ни кишечная палочка, ни золотистый стафилококк, ни другие распространенные среди людей и животных бактерии не смогли «привыкнуть» к лекарству даже за месяцы контакта. В конце эксперимента они так же успешно погибали от антибиотика, как и в начале.

«Основная проблема, с которой столкнулась современная медицина, состоит в том, что бактерии со временем вырабатывают устойчивость ко многим антибиотикам. Получается, что мы теряем прежние наработки и вынуждены искать что-то новое или увеличивать дозы. Пептиды же вернут старым лекарствам активность. Этот антибиотик можно и использовать самостоятельно, и комбинировать с другими», – говорит энтомолог.

Кроме того, средство решит вопрос обеззараживания ожогов, язв и других наружных травм. Сегодня при таких заражениях человеку назначают антибиотики в таблетках, потому что очень немногие из них существуют в форме мази. Но внутренние лекарства часто не справляются с задачей. Дело в том, что прошлые поколения антибиотиков способны убивать только активные микроорганизмы. Совсем недавно ученые открыли такое явление как биопленка – особая мембрана на поврежденном участке органа, образуемая скоплением болезнетворных бактерий. Микроорганизм в биопленке иногда находится в спящем состоянии и не распознается антибиотиком.

Для пептидов личинок мухи это не проблема: они уничтожают все угрозы без разбора, не оставляя притаившихся «шпионов», и легко расщепляют пленку. Поэтому их можно наносить на кожу в виде геля или мази, дополняя действие обычного лекарства.

Благодаря всем этим качествам, лекарство имеет потенциал и в медицине, и в ветеринарии. Санкт-Петербургский государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов провел серию независимых тестов разработки на мышах. Результаты показали, что препарат безвреден и одинаково качественно действует как в организме самой мухи и на лабораторном столе, так и в организме млекопитающего. То есть, его свободно можно использовать для лечения поражений кожи, слизистой системы, внутренних органов и глаз у домашних животных. Но основной интерес, конечно, заключается в возможности лечения таким способом людей.

«Для врача не так важны все эти научные подробности. Для него важно помочь человеку здесь и сейчас. Вот мы с вами разговариваем, а в это самое время врачи заканчивают финальную серию проб – испытывают препарат на нуждающихся в нем людях. Есть все основания ожидать, что результат будет положительным. Сейчас антибиотик на основе антимикробных пептидов регистрируется как препарат лечебного назначения», – делится Андрей Яковлев.

Существующая сейчас лаборатория на базе Санкт-Петербургского государственного университета и малого инновационного предприятия ООО «Энтомед СПбГУ» позволяет производить только 100 тысяч упаковок препарата в год. Дело в том, что для одной дозы антибиотика необходимо целых 100 личинок мясной мухи, и из каждой вещество добывается особым способом при питании насекомого.

Но производство можно расширить, причем в ближайшее время. Проект находится на стыке многих актуальных технических, экологических и биологических проблем. Например, с его помощью можно перерабатывать в уникальное лекарство главный отход птицеводства – куриную кровь. До 10 миллионов тонн этого вещества за ненадобностью уничтожается по достаточно затратной технологии. Лишь малая его часть уходит на разведение кровяных мух, которые используются как пищевая добавка и удобрение.

Андрей Яковлев предлагает птицефабрикам поставлять кровь для конвертации в фармакологические средства. Ведь в основе изготовления нового антибиотика лежит процесс переработки мяса или крови личинками мясной мухи.

По словам ученого, достичь таких заметных результатов и выйти на рынок мухам помог гранд Российского научного фонда. Прорыв в разработке нового антимикробного препарата – это лишь часть большого, поддерживаемого государством проекта. Его цель – создать впоследствии целую биотехнологическую платформу на основе личинок мясных мух для получения самых разных полезных продуктов: это и антибиотики принципиально нового действия, и противовирусные препараты, и компоненты вакцин.

«Благодаря поддержке, мы оказались на новом уровне и шаг за шагом движемся к цели. Все проблемы постепенно решаются, тесты дают результаты, которые не могут не радовать. Азиатские врачи сразу заинтересовались препаратом. Скоро его значимость оценят и в России, уже есть интересующиеся компании, но здесь точные сроки назвать пока сложно», – подытожил генеральный директор малого инновационного предприятия ООО «Энтомед СПбГУ», научный сотрудник кафедры энтомологии СПбГУ Андрей Яковлев.