Ученые МФТИ в новом исследовании уникальных антибактериальных свойств экстракта личинок мухи Черная львинка (Hermetia Illucens) показали, что комбинация жирных кислот экстракта оказалась эффективна против штаммов золотистого стафилококка (Staphylococcus аureus). Эта супербактерия известна устойчивостью к антибиотикам и является одной из самых опасных для человека. Она вызывает широкий спектр инфекций (от фурункулеза до сепсиса). Работа опубликована в международном научном журнале Scientific Reports.
Золотистый стафилококк — одна из самых распространенных супербактерий. Особую опасность в медицинских учреждениях представляют метициллин-резистентные штаммы золотистого стафилококка (MRSA), поскольку значительно повышают риск летального исхода у пациентов. Поиск принципиально новых антибактериальных агентов, к которым у патогенов еще не выработались механизмы устойчивости, является критически важным направлением развития здравоохранения во всем мире.
Исследование учёных МФТИ показало, что комбинация жирных кислот из личинок мухи Черная львинка способна разрушать клеточные мембраны бактерий, вызывая их гибель. Особую значимость открытие приобретает в контексте борьбы с внутрибольничными инфекциями, вызванными мультирезистентными штаммами.
«Антимикробное средство AWME3, полученное последовательной экстракцией жира личинок Черной львинки, содержит уникальную комбинацию насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, включая лауриновую (17.66%), пальмитиновую (21.76%) и олеиновую (26.28%). Он показал эффективность против штамма S. aureus ATCC 55804, устойчивого к 30% протестированных антибиотиков, включая ванкомицин и колистин», — сообщила научный руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории персонализированной химио-лучевой терапии МФТИ Елена Марусич.
В ходе лабораторных тестов экстракт показал высокую антибактериальную активность. Минимальная концентрация, которая подавляла рост стафилококка, составила 190 микрограмм на миллилитр (мкг/мл). При этом для полного уничтожения бактерий (так называемая минимальная бактерицидная концентрация) требовалось лишь удвоить дозу — до 380 мкг/мл. Также выяснилось, что эффективность вещества не снижается в условиях повышенной солёности, что критически важно для будущего практического применения в медицинских учреждениях.
Для подтверждения эффективности и изучения механизма действия экстракта учёные использовали комплекс методов, включая тесты на солеустойчивость, а также сканирующую и просвечивающую электронную микроскопию (СЭМ и ПЭМ), которая и позволила зафиксировать динамику во времени и в зависимости от концентрации AWME3 разрушения бактериальных клеток.
«Микроскопические исследования выявили, что жирные кислоты экстракта нарушают целостность клеточных мембран уже через 10 минут при концентрации 750 мкг/мкл АWME3, приводя к деформации нормальной формы клеток, появлению дыр в мембране, увеличению внутриклеточных вакуолей. Исследователи с помощью электронной микроскопии в деталях увидели дезинтеграционный процесс внутриклеточной структуры бактерии, с большими пустотами по краям, приводящими к асимметричному делению клеток, полной деградации клеточной мембраны и утечки внутриклеточной цитоплазмы. Они наблюдали появление пор и вздутий на поверхности клеток, сморщивание мембраны и в итоге — полный коллапс и гибель бактериальной клетки», — пояснила соавтор исследования, старший научный сотрудник - заведующий лабораторией персонализированной химио-лучевой терапии МФТИ Маргарита Пустовалова.
Это открытие предлагает принципиально новый подход к борьбе с антибиотикорезистентностью с использованием антимикробных агентов природного происхождения. Жирные кислоты разрушают клеточную мембрану и стенку бактерии, что существенно затрудняет выработку устойчивости у патогенов, открывая путь к созданию эффективных терапевтических средств. Разработка может найти применение в создании новых дезинфицирующих средств и лечебных терапевтических препаратов для медицинских учреждений.
Информация предоставлена пресс-службой МФТИ
Источник фото: ru.123rf.com
