Антимикробные пептиды
Широкое применение антибактериальных препаратов привело к выраженной устойчивости человеческого организма к данным лекарственным средствам. Необходимость найти альтернативу — одна из главных задач иммунологии. Достойной заменой антибиотиков могут стать антимикробные пептиды.
Пептиды — это молекулы, которые состоят из аминокислот и соединены между собой специальной амидной связью. Некоторые из них способны разрушать клеточную мембрану патологических агентов, вызывать их гибель и подавлять рост микроорганизмов. Такие вещества относятся к антимикробным пептидам, которые также называют «природными антибиотиками».
Сегодня описано больше 800 пептидных биорегуляторов антимикробного действия. К ним относятся определенные молекулы, полученные из клеток насекомых, млекопитающих, растений, грибов и т.д.
Природные антимикробные вещества, в зависимости от строения, делят на несколько групп:
- линейные α-спиральные пептиды;
- пептиды с повышенным содержанием конкретной аминокислоты;
- пептиды со сложной пространственной организацией (к примеру, дефензины и т.д.).
Большинство из этих препаратов амфифильны, то есть могут взаимодействовать как с гидрофобной липидной мембраной микробов, так и с гидрофильной средой, например, с водой.
Механизмы действия антимикробных пептидов
Пептиды с антимикробным эффектом изучают больше 35 лет, однако точный принцип их действия до сих пор неизвестен. Данные исследований подтверждают, что основной мишенью этих веществ является бактериальная мембрана патологических агентов. Условно выделяют несколько моделей влияния биорегуляторных пептидов на микроорганизмы:
- «бочкообразный стержень» — молекулы попадают в мембрану патогена, разрушая микроорганизм;
- «ковер» — модель предполагает накопление пептидов на поверхности клеточной мембраны, что со временем приводит к ее разрыву;
- «тораидальные поры» — вещество антимикробного действия проникает в мембрану, деформирует ее и вызывает гибель патогенного организма;
- «агрегатная» модель» — пептидные вещества формируют агрегаты вместе с липидами мембраны и в таком виде вызывают разрушение микроба.
Отдельно говорят о группе антимикробных молекул, механизм действия которых основан не на нарушении целостности мембраны, а на изменении обмена веществ микроорганизма. Итогом такого вмешательства в клеточный метаболизм становится невозможность патологического агента поддерживать жизненно важные процессы и последующая гибель бактерии.
Перспективы использования антимикробных пептидов в медицине
Сегодня известны «слабые места» применения данной группы пептидов — необходимость большой концентрации вещества и низкая избирательность молекул. Вместе с этим, антимикробные пептиды обладают следующими преимуществами:
- способны быстро уничтожать клетки-мишени;
- действуют на широкий спектр микроорганизмов;
- влияют на штаммы бактерий, устойчивые к антибиотикам;
- редко вызывают «привыкание» организма.
Благодаря этим качествам пептидные молекулы можно рассматривать как основу для создания новых лекарственных препаратов. Антибиотики в сочетании с антимикробными пептидами являются перспективной моделью лечения. В будущем данная терапия поможет справиться с антибиотикорезистентностью, снизить токсические и побочные эффекты лекарств и повысить их эффективность.
Применение антимикробных пептидов в биотехнологии
Проводимые в настоящее время клинические исследования подтверждают, что пептидные регуляторы могут стать полноценной альтернативой антибиотикам в борьбе с инфекциями. Современные биотехнологии позволяют разрабатывать синтетические молекулы, являющиеся «улучшенными версиями» природных пептидов. Данный инновационный подход поможет побороть выраженную устойчивость бактерий к действию лекарственных средств.
Многие аспекты практического использования антимикробных пептидов еще до конца не изучены. С точки зрения науки, эти вещества содержат много тайн, которые ученым только предстоит разгадать.
Телеграм мессенджер