Благодаря применению алгоритмов машинного обучения был разработан пептид CIT8, который в ходе лабораторных исследований продемонстрировал значительное снижение количества жизнеспособных клеток бактерии Acinetobacter baumannii, устойчивой к антибиотикам, всего за 15 минут.
Согласно результатам исследования, опубликованнымКак сообщается в журнале Frontiers in Microbiology, данный компонент, помимо проявления собственной антимикробной активности, повысил эффективность меропенема – препарата, который ранее оказался неэффективным против многих штаммов бактерий.
Данная бактерия Acinetobacter baumannii характеризуется способностью вызывать серьезные внутрибольничные инфекции, такие как пневмония и инфекции крови, проявляя устойчивость к нескольким группам антибиотиков.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) относит штаммы этой бактерии, в особенности карбапенорезистентные штаммы, относятся к патогенам критического приоритета, что определяет актуальность борьбы с ними для современной медицины.
Пептид CIT8 является антимикробным средством, включающим в свой состав 13 аминокислот. Его создание основывалось на природном цитропине 1.1, однако последовательность аминокислот была модифицирована с использованием методов машинного обучения.
Алгоритмы провели анализ характеристик и активности более четырнадцати тысяч ранее исследованных антимикробных пептидов. Первоначально CIT8 был разработан для борьбы с метициллин-резистентным золотистым стафилококком, однако недавнее исследование подтвердило его действенность против Acinetobacter baumannii, включая штаммы, демонстрирующие устойчивость к карбапенемам.
В процессе экспериментальных испытаний было установлено, что пептид подавляет рост бактерий в пятнадцати из шестнадцати протестированных штаммов при концентрации 4 микрограмма на миллилитр, тогда как для последнего штамма требовалось 8 микрограммов на миллилитр. При использовании концентрации 20 микрограммов на миллилитр CIT8 уменьшал количество жизнеспособных бактерий с приблизительно 50 миллионов на миллилитр до уровня, не обнаруживаемого методами анализа, менее чем за пятнадцать минут.
В качестве сравнения можно отметить, что для достижения аналогичного эффекта полимиксину B потребовалось от тридцати минут до двух часов, а меропенем не снижал число бактерий даже через четыре часа.
Действие пептида направлено непосредственно на мембрану бактериальной клетки. При взаимодействии происходит изменение электрического потенциала мембраны, возрастает ее проницаемость, и из клетки высвобождается АТФ – важная молекула для осуществления энергетических процессов. Результаты электронно-микроскопического исследования подтвердили повреждения клеточной поверхности.
Результаты компьютерного моделирования продемонстрировали, что модификации структуры повысили устойчивость пептида и оптимизировали его взаимодействие с клеточной мембраной.
Комбинированное применение CIT8 и меропенема привело к значительно большему снижению количества жизнеспособных бактерий по сравнению с их использованием по отдельности. Исследователи полагают, что пептид, разрушая структуру оболочки клетки, способствует проникновению антибиотика внутрь.
В ходе лабораторных исследований было установлено, что пептид не оказывал существенного токсического влияния на клетки кожи и почечного эпителия человека даже при концентрации в 128 микрограммов на миллилитр, что значительно превышает дозы, используемые в практической работе.
В ходе исследований была также изучена зеркальная форма пептида – CIT8-D. Она продемонстрировала повышенную эффективность в борьбе с бактериальными биопленками, но при этом обладала более высоким уровнем потенциальной токсичности для клеток человека.
Тем не менее, авторы исследования акцентируют внимание на том, что полученные результаты были получены в лабораторной среде и касаются условий присутствия солей и сыворотки крови. активность пептида снижалась.
До того как новый препарат сможет найти применение в клинической практике, необходимо определить его стабильность при воздействии факторов организма, особенности распределения в тканях, эффективность в борьбе с инфекцией за пределами лабораторных условий, а также потенциальную возможность развития бактериальной резистентности к этому соединению.
Здоровье
Новости
Сотрудники научной группы определили, каким параметрам сна, отслеживаемым умными часами, можно доверять.
Здоровье
Советы специалиста о том, как трансформировать свой уклад жизни в возрасте от сорока до семидесяти лет: руководство для мужчин