21 октября 2021
Идентификация новых антимикробных пептидов на основе геномных и транскриптомных данных

В лаборатории альтернативных антимикробных биопрепаратов Научного центра мирового уровня «Центр персонализированной медицины» синтезированы новые пептиды1, идентифицированные de novo в результате поиска и анализа геномных и транскриптомных данных2. Они обладают высокой антимикробной активностью против полирезистентных3 бактерий, вызывающих госпитальные инфекции.

Широкое распространение антибиотикорезистентности4, проблема неэффективности существующих противоинфекционных средств обуславливают необходимость разработки альтернативных антимикробных препаратов. Природные антимикробные пептиды, составляющие основу врожденного иммунитета человека и животных, являются одним из перспективных классов молекул для разработки принципиально новых антибиотиков. Однако для терапевтического использования антимикробных пептидов необходим отбор соединений с оптимальными для применения в медицине характеристиками. Новые геномные и транскриптомные данные являются потенциально богатым и пока мало задействованным источником таких кандидатных молекул.

В лаборатории альтернативных антимикробных биопрепаратов проведен анализ гомологов генов антимикробных пептидов у разных животных. В новых геномных данных, имеющихся для представителей отряда безногих амфибий (семейства червяг или цецилий), идентифицировано несколько потенциальных антимикробных пептидов, предположительно имеющих конформацию β-шпильки. Место обитания этих необычных и малоизученных животных — почва, то есть среда, изобилующая разнообразными микроорганизмами, что дало основание предположить наличие у червяг эффективных средств антимикробной защиты.

Caeciliidae.jpg
Рис. Представитель семейства безногих амфибий – цецилий. На основе анализа генома этого животного созданы новые высокоактивные антимикробные пептиды

Были синтезированы два идентифицированных пептида. Оказалось, что полученные соединения проявляют высокую антимикробную активность против мультирезистентных бактерий, в том числе карбапенем – устойчивых штаммов Klebsiella Pneumoniae, Acinetobacter Baumannii, Stenotrophomonas Maltophilia – бактерий, представляющих серьезную угрозу для пациентов стационаров. Они являются причиной тяжелых внутрибольничных инфекций, не поддающихся лечению и зачастую заканчивающихся летальным исходом.


1Пептиды — вещества, молекулы которых состоят из нескольких фрагментов аминокислот и синтезируются во всех живых организмах для регулирования физиологических процессов.
2Транскриптом — совокупность всех транскриптов, синтезируемых одной клеткой или группой клеток. Также отражает профиль экспрессии генов в данный момент времени. Транскрипт — это молекула РНК, образующаяся в результате экспрессии соответствующего гена или участка ДНК.
3Полирезистентность — устойчивость одновременно к нескольким различным классам лекарственных препаратов.
4Антибиотикорезистентность — устойчивость к антибиотикам.