'Вопросы к интервью
12 февраля 2019
Z Интервью Все выпуски

Пифагоровы штаны. Новый антибиотик создали ученые из СПБГУ


Время выхода в эфир: 12 февраля 2019, 12:12

А. Петровская Добрый день. У микрофона Александра Петровская. Это программа «Пифагоровы штаны». Напротив меня кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биофармакологии и иммунологии насекомых Санкт-Петербургского государственного университета, Андрей Юрьевич Яковлев. Андрей Юрьевич, здравствуйте!

А. Яковлев Здравствуйте!

А. Петровская Мы с вами встретились неслучайно, потому как, в частности, вы и, я понимаю, группа ваших коллег из СПбГУ разрабатываете и практически уже выходите на уровень клинических испытаний по созданию нового антибиотика, который ждут, потому как в мире есть проблема антибиотика резистентности.

А. Яковлев К сожалению, приходится констатировать, что на сегодняшний день антибиотикорезистентность – это одна из основных проблем здравоохранения. Вот Всемирная организация здравоохранения открыто говорит об этом. И со времен открытия первого антибиотика, пенициллина, появилось много различных веществ с антимикробной активностью. Вот этот пик новых разработок пришелся на 50-60-е годы. Ну, и параллельно с этим у микроорганизмов выработалось противодействие антибиотикам. То есть, появилась проблема антибиотикорезистентности. То есть, на сегодняшний день тот же пенициллин, первый антибиотик, широко не применяется. Применяется разве что в биотехнологиях – в процессах, где подразумевается культивирования клеток с целью продуцирования, скажем, каких-то интересующих человека белков.

А. Петровская Андрей Юрьевич, сколько антибиотиков нового типа было разработано уже после 50-х годов, после этого бума?

А. Яковлев За последние 40 лет не было разработано ни одного нового класса антибиотиков. Всё это модификации предшественников.

А. Петровская Сразу вопрос – почему?

А. Яковлев Опыт фармакологии показал, что на сегодняшний день устойчивость к новому антибиотику разрабатывается настолько быстро, что этот антибиотик не успевает даже выйти на рынок. То есть, на стадии клинических испытаний устойчивость к этому антибиотику вырабатывается. На сегодняшний день даже биг-фарм не заинтересованы, в общем-то, в разработке новых антибиотиков. Они не хотят просто вот рисковать.

А. Петровская Давайте два слова, собственно, как эта антибиотикорезистентность вырабатывается?

А. Яковлев Проблема антибиотикорезистентности – она на самом деле вполне имеет объяснимые биологические корни. Вот среди микроорганизмов присутствует изменчивость. Но вот основная проблема для микроорганизмов – это проблема добычи углерода, который необходим для их жизнедеятельности. И в этом смысле любая органическая молекула, в данном случае антибиотик, возьмем тот же пенициллин, это для бактерии, для микроорганизма, потенциальный пищевой субстрат. В её интересах эту молекулу расщепить и усвоить. У бактерий неизбежно есть ферменты, целые ферментативные комплексы, действия которых направлены на утилизацию этих антибиотиков. То есть, здесь нет ничего необычного. Антибиотикорезистентность пришли именно из сельского хозяйства. В первую очередь, неконтролируемое использование антибиотиков – оно замечено именно там. И ладно бы, если бы антибиотики применялись в сельском хозяйстве для терапии или профилактики бактериальных инфекций у животных. Кормовые антибиотики применяются для повышения выхода биомасс, для увеличения веса. Еще парадокс ведь в том состоит, что в сельском хозяйстве используют всё более новые антибиотики. В частности, антибиотики резерва. Те антибиотики, на которые сейчас человечество возлагает надежды, их используют для лечения животных. И в этих очагах появляются микроорганизмы, к этим антибиотикам устойчивые.

А. Петровская Давайте теперь от плохих новостей к хорошим. То решение, которое вы предлагаете по использованию антимикробных пептидов, если простым языком, использование механизмов, которые работают у насекомых, потому как насекомые, как вы верно сказали мне до начала программы, в аптеку не ходят. Каким-то образом бороться с бактериальными инфекциями им тоже нужно. Поэтому их собственные механизмы используются для помощи человеку.

А. Яковлев Я бы хотел отметить, что насекомые не собираются помогать человеку, а собираются, в первую очередь, помочь самому себе. Любой живой организм продуцирует антибиотики. В первую очередь, антибиотики пептидной природы. Антимикробные пептиды они называются. Это молекулы сравнительно большого размера, если сравнивать с тем же пенициллином. Их синтезировать достаточно сложно. Для этого нужны сложные синтезирующие системы. Эта система, например, наш организм. В этом смысле все люди продуцируют антибиотики. Антибиотики являются ключевым фактором врожденного иммунитета. Мы как энтомологи, как сравнительные иммунологи в своё время обратили внимание на тот факт, что ни один живой организм, ни одна иммунная система не используют лишь один антибиотик для борьбы с бактериальной инфекцией. Речь идёт всегда о комплексах.

А. Петровская Андрей Юрьевич, сделаем небольшое отступление и поясним, что на самом деле использование антимикробных пептидов уже ведётся на протяжении нескольких лет. Фактически они не являются чем-то новым в науке, а дублируют синтетические антибиотики, которые мы уже знаем.

А. Яковлев Всё верно. Интерес к антимикробным пептидам подогревается на протяжении последних сорока лет, и за это время не было создано ни одного антимикробного препарата н а основе, по крайней мере, антимикробных пептидов, продуцируемых кариотическими(?) живыми организмами. Проблема в том, что к антимикробным пептидам применяется тот же подход, что и к другим антибиотикам. Это принцип монотерапии – то есть, использования одного конкретного вещества для борьбы с конкретным возбудителем. В этом смысле антимикробные пептиды не имеют никаких преимуществ перед низкомолекулярными синтетическими аналогами, продающимися в аптеке. Наоборот, себестоимость их получения крайне высока, и, если использовать тот же подход, здесь мы не получим ничего нового. А вот когда они применяются в комбинации, здесь мы получаем существенный выигрыш. Но опять же, откуда берутся комбинации? Ведь комбинации антибиотиков – они существуют тоже. Другое дело, что все их можно пересчитать по пальцам. Откуда берется комбинация этих антибиотиков? Из головы врача, из головы исследователя. То есть, у него есть очень ограниченное время, чтобы проверить эффективность этой комбинации. А вот комбинации естественные, которые присутствуют в любом живом организме, вот у насекомых, они были проверены на протяжении 500 миллионов лет эволюции. Вполне себе такой, внушительный срок. Мы лишь берем эту комбинацию и переносим в привычный формат.

А. Петровская Давайте еще раз скажем про, собственно, механизмы, которые создает для себя бактерия, которые не позволяют многим обычным стандартным антибиотикам, которые мы знаем, воздействовать на эти бактерии. Я про биоплёнку.

А. Яковлев На протяжении многих лет суть этой проблемы сводилась к механизмам генетической устойчивости. То есть, одни микроорганизмы несут геноустойчивость к антибиотикам, и это даёт им преимущество. Но есть и другая форма устойчивости, так называемая финтепическая устойчивость. И интерес к ней появился сравнительно недавно. Это биоплёнки. На сегодняшний день показано, что микроорганизмы не существуют в суспензии, во взвеси – вот эта та модель, на которой большинство антибиотиков и были исследованы. А часть популяции микроорганизмов переходит к построению так называемых биоплёнок. Они переходят в такое спящее состояние, эти клетки, выделяют межклеточный матрикс. Он надёжно защищает их от внешних воздействий. И дополнительные трудности создает то обстоятельство, что в биоплёнке присутствуют клетки-персисторы. Это клетки, метаболическая активность которых очень-очень низкая. То есть, по сути, они такие спящие клетки. А большинство антибиотиков, их действие направлено на активно делящиеся клетки. И вот тут им не за что зацепиться. А антимикробные пептиды – это вещества, имеющие сродство к клеточной стенке бактерии. Они дырявят стенку, и бактерия гибнет. В этом смысле антимикробным пептидам…

А. Петровская То есть, биоплёнка им не страшна?

А. Яковлев Биоплёнка им не страшна.

А. Петровская Значит ли это, что такого рода антибиотики, когда они будут созданы на основе антимикробных пептидов, они будут значительно менее токсичные, чем антибиотики классические синтезированные?

А. Яковлев В настоящее время речь идет о применении комплекса антимикробных пептидов в перспективе для лечения инфекции кожи и мягких тканей. То есть, речь, конечно же, идет о наружном применении. Проблема состоит в том, что на сегодняшний день для лечения кожи и мягких тканей речь всегда идёт о системном применении. Казалось бы, ваша кожа повреждено – вам нужно съесть таблетку. То есть, антибиотик действует системно. Вероятно, в будущем мы сможем уйти от такого подхода и разработать наружное средство, сочетающее в себе и комплекс, и синтетический антибиотик.

А. Петровская То есть, будет локального действия?

А. Яковлев Да, речь идёт исключительно о наружной форме. На сегодняшний день вот один из главных подходов состоит не в разработке нового антибиотика, а о возможности спасти уже существующие. И в этом смысле эта субстанция, получаемая из насекомых, выступает в роли синергиста – то есть, вещества, усиливающего действие антибиотиков. Что касается токсичности, то на сегодняшний день проблема выражена настолько ярко, что в дело уже пускаются вещества с повышенной токсичностью.

А. Петровская И последний вопрос, собственно. Причем здесь мухи? Потому как пресс-релиз, который я получила от университета перед нашей с вами встречей, начинался как раз со слов «…как мухи могут нам помочь создать новый антибиотик». Давайте пару слов.

А. Яковлев Да, на первый взгляд выбор продуцента может показаться весьма странным. Собственно, почему мухи? Но, если мы говорим о биотехнологии и разработке способа получения антибиотика, то мы, в первую очередь, нацелены на выбор объекта, который в естественных условиях контактирует с патогенной для человека микрофлорой.

А. Петровская Спасибо большое. Андрей Юрьевич Яковлев, научный сотрудник лаборатории биофармакологии и иммунологии насекомых Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат биологических наук, был у нас в гостях. Спасибо.



Загрузка комментариев...

Самое обсуждаемое

Популярное за неделю

Сегодня в эфире