Белок скорпеновой рыбы эффективен против антибиотикорезистентной бактерии

Муковисцидоз, или кистозный фиброз (CF) — наследственное заболевание, которое сопровождается патологиями слизистой оболочки воздухоносных путей. У пациентов, не получающих лечения или не показывающих ответа на терапию, заболевание часто осложнено хронической инфекцией синегнойной палочкой (Pseudomonas aeruginosa, PA). Зачастую она демонстрирует высокую степень резистентности к антибиотикам. В новой работе ученые из Германии показали, что против устойчивых штаммов синегнойной палочки эффективен белок рыбы семейства скорпеновых.

Этот бактерицидный белок, повышающий проницаемость (Bactericidal permeability-increasing protein, BPI), получен от рыб вида Sebastes schlegelii. Его ортолог экспрессируется в организме человека и участвует в подавлении бактериальных инфекций. Однако у большинства пациентов с муковисцидозом (около 83%) присутствуют аутоантитела к этому белку (BPI-ANCA). Исследователи предположили, что использование ортологов человеческого BPI (huBPI) может стать эффективной терапией для таких пациентов. Авторы протестировали белки, полученные от мыши (muBPI), скорпены Sebastes schlegelii (scoBPI) и устрицы Magallana gigas (osBPI). Такие три ортолога были выбраны из-за высокого числа положительно заряженных аминокислот в определенных частях молекулы — этот показатель предположительно отвечает за эффективность действия белка.

Сходство аминокислотной последовательности отобранных ортологов с huBPI низкое (25–55%), и исследователи предположили, что BPI-ANCA человека не будут с ними связываться. Действительно, при инкубации в сыворотке крови пациентов с муковисцидозом BPI-ANCA связывали huBPI в 51,0% случаев, osBPI в 2,6%, а muBPI и scoBPI не узнавались человеческими антителами.

Далее авторы оценили противовоспалительную активность белков. Главный иммуногенный фактор при инфекции PA — бактериальный липополисахарид (LPS), составляющий основу мембраны грамотрицательных бактерий. Оказалось, что scoBPI связывает LPS с той же эффективностью, что и его человеческий ортолог. Более того, scoBPI снижал продукцию IL-6 и фактора некроза опухоли иммунными клетками эффективнее, чем остальные протестированные белки, включая huBPI. Таким образом, ученые убедились в высокой противовоспалительной активности scoBPI.

Наконец, исследователи протестировали антибактериальную активность белков. Для этого они использовали штаммы PA, обладающие множественной лекарственной устойчивостью. Оказалось, что muBPI и osBPI не имеют выраженной антибактериальной активности даже против нерезистентных штаммов. Всего ученые протестировали шесть устойчивых к антибиотикам штаммов синегнойной палочки; три из них проявляли заметную чувствительность к huBPI и scoBPI. Более того, scoBPI вызывал снижение роста на более чем 50% во всех шести штаммах, что указывает на более высокую антибактериальную активность этого белка в сравнении с человеческим.

Проведенное исследование продемонстрировало высокий потенциал BPI Sebastes schlegelii как высокоактивного ортолога человеческого бактерицидного белка, который при этом не узнается антителами. Авторы отмечают необходимость дальнейшего изучения этого и других ортологов BPI для разработки новых антибактериальных терапий.

В яде морских улиток найден аналог соматостатина