Ученые из Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера совместно с российскими коллегами обнаружили уникальные биологические «маркеры» опасной бактерии ацинетобактер баумании (Acinetobacter baumannii). Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда (РНФ), открывает возможности для быстрой диагностики инфекций и создания эффективных лекарственных препаратов, к которым у патогена еще нет устойчивости. Результаты научной работы опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Опасность из группы ESKAPE
Ацинетобактер баумании входит в так называемую группу ESKAPE — шестерку наиболее опасных бактерий (наряду с энтерококком фециум, золотистым стафилококком, клебсиеллой пневмониа, синегнойной палочкой и энтеробактером). Эти микроорганизмы вызывают тяжелые поражения дыхательной, мочеполовой и пищеварительной систем, кожи и соединительных тканей человека. С каждым годом они приобретают все большую устойчивость к существующим антибиотикам, что делает борьбу с ними критически сложной задачей для современной медицины.
Метод молекулярных «отпечатков пальцев»
Для выявления уникальных продуктов жизнедеятельности бактерии ученые применили многоступенчатый аналитический подход:
- Культивирование: Клетки ацинетобактера в течение суток выращивали в жидкой питательной среде, где они активно выделяли различные метаболиты.
- Разделение на фракции: Полученную жидкость пропустили через пористую среду — сорбент. Из-за различий в весе и структуре молекулы проходили через сорбент с разной скоростью, что позволило разделить смесь на семь отдельных фракций.
- Рамановская спектроскопия: Каждую фракцию исследовали с помощью лазерного излучения. Рассеяние света лазера позволило получить индивидуальные графики-спектры, служащие химическими «отпечатками пальцев» молекул.
Секретное оружие бактерии: везикулы и защитные пигменты
Анализ показал, что одна из семи фракций обладает уникальными характеристиками. В ее спектре ученые зафиксировали высокие пики аминокислоты треонина, углеводов, а также каротиноидов — специальных защитных пигментов, которые бактерия синтезирует для защиты от стресса.
Кроме того, во фракции был обнаружен фосфатидилсерин — важнейший строительный элемент клеточных мембран. Его наличие доказывает, что бактерии активно «отщепляют» от своей поверхности микроскопические мембранные пузырьки (везикулы). Через эти пузырьки ацинетобактер переносит белки, токсины и сигнальные молекулы, которые играют ключевую роль в процессе заражения человеческого организма.
Перспективы для медицины
Выявленный «молекулярный код» позволит существенно ускорить постановку диагноза и индивидуальный подбор терапии для пациентов с тяжелыми бактериальными инфекциями.
«Полученные данные позволят разработать быстрые способы выявления ацинетобактера и найти маркеры для оценки его устойчивости к антибиотикам. Все это ускорит постановку диагноза и подбор эффективного лечения для пациентов с бактериальными инфекциями. Кроме того, метаболиты бактерий могут пригодиться для разработки лекарств».
— Полина Гребенкина, лаборант-исследователь Санкт-Петербургского НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера
В исследовании также принимали участие специалисты НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта, АО «ОПТЭК» и Северо-Западного государственного медицинского университета имени И.И. Мечникова. В дальнейшем научный коллектив планирует выделить отдельные биологически активные вещества и изучить их влияние на клетки иммунной системы человека.
