Ученые обнаружили во рту бактерии, которые могут устранять патогены
Новый биотерапевтический пептид, продуцируемый штаммом пероральных пробиотических бактерий, способный убивать патогенные микроорганизмы, обнаружили во рту человека ученые из Университетской сети здравоохранения и Университета Торонто, сообщает 31 мая пресс-служба университета.
Результаты исследования, выполненного главным стоматологом Университетской сети здравоохранения и профессора стоматологического факультета Университета Торонто Майклом Глогауэром и молекулярным биологом Абдельаххадом Барбуром, были представлены в статье «Открытие фосфорилированных лантибиотиков с проиммунной активностью, которые регулируют микробиом полости рта», опубликованной в трудах Национальной академии наук.
Учеными был описан ранее не идентифицировнный класс лантибиотиков, названный ими саливарицином 10 (Sali10). Вырабатываемый бактерией Streptococcus salivarius, Sali10 может оказаться альтернативой антибиотикам.
Известные антибиотики, в основном выделяемые из почвенных микроорганизмов, обычно убивают как вредные бактерии, так и полезные, но Sali10, эффективно убивая инфекционные патогены, одновременно поддерживает жизнедеятельность важной микробиоты полости рта.
«Sali10 убивает патогены полости рта, вызывающие заболевания пародонта, а также многие респираторные патогены с множественной лекарственной устойчивостью, вызывающие пневмонию, — пояснил Глогауэр. — К сожалению, у менее трех процентов человеческой популяции есть S. salivarius, которые могут вырабатывать Sali10 во рту. Мы надеемся создать биотерапевтические средства с полезными бактериями, обладающие свойствами, подобными лекарственным средствам, которыми люди будут полоскать рот или употреблять вместе с пищей, чтобы их микробиом полости рта укреплял здоровье».
Микробиом человека оказывает влияние на его иммунную систему и, в конечном итоге, на общее состояние здоровья. Микробиота рта вторая по величине и разнообразию после микробиоты кишечника. Она содержит более 700 видов бактерий, что стимулирует ученых на исследование их полезных для здоровья свойств.
Глогауэр и Барбур в 2020 году стали соучредителями стартапа Ostia Sciences Inc. «Мы ищем полезные бактерии во рту, называемые комменсалами, обладающими пробиотическими свойствами, — рассказал Глогауэр. — Они, в противоположность патогенам, поддерживают наше здоровье».
Некоторые специфические штаммы комменсалов могут продуцировать пептиды, называемые лантибиотиками (антибиотики, содержащие лантионин), которые могут препятствовать колонизации патогенов и способствовать здоровому микробиому.
Ученые начали с того, что выделили Streptococcus salivarius изо рта здоровых людей и изучили, как эти микробы воздействовали на бактерии-патогены и иммунные реакции организма. Как пояснил Барбур, S. salivarius находятся во рту и кишечнике человека, эти бактерии эволюционировали в человеческом организме на протяжении сотен тысяч лет.
S. Salivarius продуцируют в человеческом организме лантибиотики, называемые саливарицинами. «Мы заметили, что этот ранее неидентифицированный структурный класс лантибиотиков ответственен за многие иммуномодулирующие действия помимо антимикробной способности», — рассказал Барбур.
Оказалось, что Sali10 усиливает фагоцитоз, процесс, благодаря которому специализированные иммунные клетки, такие как нейтрофилы, поглощают и расщепляют вещества, чужеродные организму, в том числе бактерии и вирусы. Кроме того, Sali10, стимулируя противовоспалительные макрофаги, способствует уменьшению воспаления.
Чтобы узнать, почему эти лантибиотические пептиды обладают такой невероятной многофункциональностью, превосходящей другие лантибиотики, исследователи применили структурно-биологический анализ и выяснили, что молекулы Sali10 имеют участок фосфорилирования в N-концевой области пептидов.
«Sali10 —- первый фосфорилированный лантибиотик, когда-либо открытый. Эта новая структурная особенность отвечает за иммунорегуляторную функцию», — пояснил Барбур.
Он добавил, что это их открытие поднимает вопросы о фосфорилированных лантибиотиках в других микробиомах человека и их роли в сохранении здоровья организма.
«Продемонстрировав эффективность саливарицина 10 как на моделях in vitro, так и in vivo, мы планируем в ближайшем будущем начать клинические испытания на людях, чтобы установить его безопасность и действенность», — заявил Барбур.
