Белки пчёл и лягушек могут стать двойной защитой от супербактерий в сельском хозяйстве

На иллюстрации показана ключевая стратегия предотвращения развития устойчивости бактерий к антимикробным препаратам. Когда бактерии обрабатывают одним антимикробным пептидом (АМП) — например, из медоносной пчелы (вверху) или лягушки (внизу) — они быстро развивают устойчивость, делая лечение неэффективным. Однако при комбинации разных пептидов бактерии эффективно уничтожаются (в центре), а их способность развивать резистентность значительно снижается. Такой подход делает комбинации пептидов перспективной стратегией для создания более устойчивых к резистентности методов лечения. Автор: Бар Марон, Еврейский университет в Иерусалиме, иллюстрация создана с помощью Biorender.com

Новое исследование показывает, что комбинация природных антимикробных пептидов может значительно замедлить развитие устойчивости бактерий к антибиотикам. Учёные обнаружили, что использование двух пептидов одновременно предотвращает быстрые мутации вредных бактерий, предлагая перспективную альтернативу традиционным антибиотикам. Эти открытия могут привести к более безопасным и устойчивым методам контроля заболеваний в животноводстве и сельском хозяйстве.

Проблема антибиотикорезистентности касается не только больниц — она становится всё более серьёзной угрозой и в сельском хозяйстве. От птицеферм до молочных хозяйств чрезмерное использование антибиотиков привело к появлению «супербактерий», угрожающих здоровью животных, растений и даже людей. Но что, если решение этой проблемы буквально летает и прыгает вокруг нас?

В новом исследовании под руководством Бара Марона, аспиранта, совместно с профессорами Джонатаном Фридманом и Цви Хаюкой с факультета сельского хозяйства, питания и окружающей среды Еврейского университета в Иерусалиме, учёные обнаружили, что антимикробные пептиды (АМП) — небольшие белки, являющиеся частью иммунной системы почти всех организмов — могут работать вместе, блокируя развитие устойчивости бактерий.

«Бактерии умны. Когда вы атакуете их одним оружием, они часто находят способ обойти его, — говорит профессор Хаюка. — Но когда мы использовали два пептида одновременно, это было похоже на перекрытие всех путей отступления».

Исследование, опубликованное в журнале iScience, было сосредоточено на бактерии Staphylococcus aureus, которая вызывает устойчивые инфекции как у животных, так и у людей. Используя три пептида — мелиттин (из пчёл), темпорин (из лягушек) и пексиганан (синтетический пептид, вдохновлённый природой), — команда наблюдала, как бактерии эволюционируют со временем.

Результаты оказались значительными: когда бактерии подвергались воздействию одного пептида, они быстро развивали устойчивость за счёт генетических мутаций. Но при комбинации двух пептидов бактерии теряли способность к быстрой адаптации и оставались уязвимыми.

Это открытие может стать важным шагом для сельского хозяйства, где устойчивость к антибиотикам уже начала влиять на здоровье скота и доходы фермеров. Снижая зависимость от синтетических антибиотиков и переходя к комбинациям природных пептидов, отрасль может двигаться в сторону более безопасных и устойчивых методов борьбы с заболеваниями.

«Эти пептиды — часть естественной защитной системы природы. Животные используют их миллионы лет, — говорит профессор Фридман. — Заимствуя их у природы и применяя разумно, мы можем переломить ситуацию в свою пользу».

Полученные результаты могут открыть путь к новым кормовым добавкам или местным методам лечения, которые контролируют инфекции без провоцирования резистентности. Это также даёт надежду на поддержание здоровья стада без усугубления глобального кризиса антимикробной устойчивости (AMR).

Конечно, потребуются дополнительные исследования, прежде чем эти пептиды начнут применяться в сельском хозяйстве. Но вывод очевиден: в борьбе с супербактериями иногда два пептида лучше, чем один.

Дополнительная информация: Бар Марон и др., «Выявление генетической основы устойчивости Staphylococcus aureus к отдельным антимикробным пептидам и их комбинациям», iScience (2025). DOI: 10.1016/j.isci.2025.112671

Источник: Еврейский университет в Иерусалиме