Ученые выделили из муравьев антибиотик. Его можно использовать для лечения рака

Ученые МГУ при участии специалистов Сколковского института науки и технологий выделили из муравьев новый штамм актинобактерий, вырабатывающий вещество с антибиотическим действием. Полученный антибиотик может оказаться противораковым агентом.

При чем здесь муравьи?

Российские микробиологи решили искать микроорганизмы, которые могли бы производить антибиотики, в необычных и малоизученных экологических нишах. Исследователи предположили, что новых продуцентов веществ с антибактериальным действием — в основном, это актинобактерии — нужно искать в симбиотических отношениях с насекомыми. По предположению ученых, муравьи, живущие в очень тесном контакте друг с другом, могут обладать полезными симбионтами, обеспечивающими им первую линию защиты от патогенных микроорганизмов, сообщает пресс-служба МГУ.

«Широко известен пример мутуализма между южно-американскими муравьями-листорезами и обитающими на их покровах актинобактериями, которые продуцируют антибиотики, — говорит научный сотрудник факультета почвоведения МГУ Юлия Закалюкина. — Мы рискнули предложить, что взаимовыгодное взаимодействие между актинобактериями и муравьями не уникально, и для своего исследования выбрали черных муравьев-древоточцев, распространенных во многих регионах России, но еще не становившихся объектами подобного исследования».

Муравьи Camponotus vagus играют важную роль в функционировании лесных экосистем. Они устраивают гнезда в отмерших деревьях. Прокладывая в них ходы, муравьи измельчают отмершую древесину, которую затем разлагают микроорганизмы. Однако обильное развитие микроорганизмов в гнездах муравьев — особенно в камерах, где содержится расплод — неминуемо привело бы к заражению и гибели семьи. Ученые решили проверить, не обладают ли эти муравьи своеобразным «бактериологическим оружием» благодаря наличию у них защитных симбионтов.

Почему это важно?

Всемирная организация здравоохранения сообщает об угрозе возрастающей устойчивости болезнетворных бактерий к антимикробным препаратам. Для преодоления этой глобальной проблемы нужно как активно искать новые вещества, так и пристально исследовать уже известные соединения.

Микрофотография колонии Streptomyces sp. Pe6, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. msu.ru

Как проходило исследование?

Сначала ученые приготовили из рабочих муравьев и древесного материала гнезда суспензии, которые высеяли на питательные среды. Спустя две недели выросшие на чашках Петри колонии актинобактерий исследователи выделили в чистые культуры. Затем ученые изучили антагонистическую активность выделенных штаммов и установили механизм ее действия. Самым эффективным оказался штамм Streptomyces sp. Pe6.

Чтобы определить, какое именно вещество вызывает отклик у тест-объекта, ученые выращивали Streptomyces sp. Pe6 в жидкой среде, а затем хроматографическими методами выделяли и очищали активную фракцию. Методами масс-спектрометрии и ядерно-магнитного резонанса специалисты из МГУ и Сколтеха идентифицировали действующее вещество как нибомицин.

Этот антибиотик известен с 1955 года, но гипотетический механизм его действия предложен только в 2012 в году, когда ученые выяснили, что нибомицин подавляет рост фторхинолон-устойчивых стафилококков, не действуя при этом на бактерии дикого типа. Было высказано предположение, что нибомицин представляет собой специфический ингибитор устойчивой к фторхинолонам ДНК-гиразы. Однако ученые МГУ продемонстрировали, что нибомицин подавляет рост штаммов кишечной палочки, обладающих ДНК-гиразой чувствительной к действию фторхинолонов. Это наблюдение ставит под сомнение предложенный ранее механизм действия антибиотика. Результаты исследования опубликованы в журнале Biochimie.

Что все это значит?

«По всей видимости, нибомицин обладает специфической активностью по отношению к различным топоизомеразам, а фторхинолон-устойчивая ДНК-гираза стафилококка похожа на ту топоизомеразу, для подавления которой был запланирован нибомицин, ведь в отличие от синтетических фторхинолонов, это природная молекула, — объясняет старший научный сотрудник химического факультета МГУ и Сколковского института науки и технологий Илья Остерман. — Мы обнаружили, что нибомицин подавляет рост раковых клеточных линий человека. То есть эукариотические топоизомеразы также могут быть мишенями нибомицина, а он сам — рассматриваться как противораковый агент».

Илья Кабанов, научный обозреватель Тайги.инфо