Пифагоровы штаны. Новый антибиотик создали ученые из СПБГУ - Андрей Яковлев - Интервью - 2019-02-12
12.02.2019
Пифагоровы штаны.
Новый антибиотик создали ученые из СПБГУ - Андрей Яковлев - Интервью - 2019-02-12
Скачать
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.