Многие лекарства, от которых мы зависим сегодня, были обнаружены в каких-то откровенно гадких местах. Эта традиция восходит к 1928 году, когда Александр Флеминг открыл самый первый антибиотик,пенициллин; убивающая бактерии плесень росла в открытой чашке Петри, которая случайно попала на воздух.
Другой ныне важный антибиотик,ванкомицин, был впервые обнаружен в 1952 году, когда миссионер на Борнео отправил образец грязи из джунглей своему другу, который оказался химик-органик в фармацевтическом гиганте Eli Lilly. Цефалоспорины, еще один важный класс антибактериальных препаратов, впервые были обнаружены в 1948 году в канализации Сардинии.
И вы представляли себе ученых в белых халатах, окруженных сверкающим оборудованием, верно?
Поиск новых антибиотиков приобрел дополнительную актуальность из-за предупреждений экспертов в области здравоохранения о том, что новые штаммы бактерий становятся все более устойчивыми к нашим проверенным препаратам. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, не менее 2 миллионов человек в США ежегодно заражаются лекарственно-устойчивыми микроорганизмами, и не менее 23 000 из них в результате умирают.
Вот почему учёные в своих неустанных усилиях по поиску заменителей наркотиков ищут в местах, о которых вы и не подозреваете, - от тины на морском дне до мозгов насекомых. Вот 10 самых странных источников антибиотиков, обнаруженных исследователями за последние годы.
10: Тараканьи мозги
Вы можете подумать, что тараканы - противные маленькие существа, но в конечном итоге они могут помочь защитить вас от некоторых еще более неприятных болезней. В исследовании, опубликованном в 2010 году, исследователи из Ноттингемского университета Великобритании сообщили, что они использовали экстракт измельченных мозгов тараканов и саранчи для уничтожения нескольких различных микробов, в том числе штамма кишечной палочки (E.coli), которая вызывает бактериальный менингит, потенциально летальную инфекцию головного мозга и метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA).
Экстракт экстракта против MRSA был особенно хорошей новостью, потому что так называемая «супербактерия» устойчива к большинству существующих антибиотиков. По словам соавтора исследования Навида Хана, ему и его коллегам пришла в голову идея изучить насекомых, потому что им было интересно, как они справляются со всеми бактериями и паразитами, обитающими в их привычной среде обитания - заполненных сточными водами стоках.
9: Слизь сома
Как донные кормушки, которые копаются в иле в поисках более мелких существ, чтобы съесть их, сомы постоянно подвергаются воздействию всевозможных болезнетворных микроорганизмов. Но это, похоже, их не сильно задело, что вызвало любопытство ученых. В конце концов, они обнаружили, что слизистая слизь, которую сомы выделяют на кожу, защищает их от насекомых, с которыми они сталкиваются в окружающей среде.
В исследовании, опубликованном в журнале World Applied Sciences Journal в 2011 году, индийские исследователи собрали эпидермальную слизь сомов, выловленных в прибрежном районе Парангипеттай в этой стране, и протестировали ее против 10 различных типов болезнетворных бактерий и 10 различных грибков. Исследователи обнаружили, что слизь очень эффективно ингибирует рост различных микробов, опасных для человека, в том числе E. coli и Klebsiella pneumoniae, поражающих легкие.
8: Кровь аллигатора
Многие люди боятся аллигаторов и не зря - у них острые зубы! Однако ученых интересует мощная иммунная система существ, которая помогает им восстанавливаться после травм, полученных в территориальных боях с другими аллигаторами. Они рассматривают аллигаторов как потенциально ценный источник новых мощных антибиотиков, которые можно использовать для борьбы с инфекциями, связанными с диабетическими язвами и сильными ожогами, а также с супербактериями.
В 2008 году исследование, проведенное учеными из Университета штата МакНиз и Университета штата Луизиана, показало, что белки, извлеченные из лейкоцитов аллигаторов, способны убивать широкий спектр бактерий, представляющих угрозу для человека, включая печально известный устойчивый к лекарствам MRSA.. Исследователи McNeese теперь пытаются воспроизвести один конкретный белок крови аллигатора, который, как сообщается, прикрепляется наподобие липучки к поверхности микроба, а затем прорывает дыру в его внешней стенке, чтобы убить его.
7: Океанические отложения
Сибирская язва, микроб, вызывающий у жертвы смертельное скопление жидкости в легких, - это то, чего мы все боимся, и не зря. Когда в 2001 году какой-то злонамеренный человек отправил по почте кучу писем, зараженных сибирской язвой, 11 человек были госпитализированы, а пятеро из них в итоге умерли.
И хотя инфекции сибирской язвы можно лечить с помощью существующих антибиотиков, таких какципрофлоксацин, всегда существует вероятность того, что террористы могут создать штамм, устойчивый к этим препаратам. Это одна из причин, по которой исследователи из Центра морской биотехнологии и биомедицины Скриппса, работающие совместно с Trius Therapeutics из Сан-Диего, были взволнованы открытием нового соединения,антрацимицина,который первоначально тестирование показало, что он является мощным убийцей как сибирской язвы, так и MRSA. Антрацимицин, как ни странно, вырабатывается микроорганизмом, который исследователи обнаружили в океанских отложениях недалеко от берегов Санта-Барбары, Калифорния.
Возможно, из-за того, что он происходит из такого неожиданного места, химическая структура антрацимицина сильно отличается от существующих антибиотиков. Из-за этого микробам будет намного сложнее стать устойчивыми к нему.
6: Кожа лягушки
Они могут выглядеть комично с этими большими выпученными глазами и длинными языками, но не позволяйте их внешности обмануть вас. Лягушки, которые существуют уже 300 миллионов лет и, кажется, процветают даже в загрязненных водоемах, удивительно выносливые и выносливые животные.(Хотя была эпидемия смертей от грибка.) Вот почему исследователи начали рассматривать кожу лягушки - или, скорее, химические вещества, обнаруженные на ней - как потенциальный источник новых антибиотиков для защиты людей от болезней.
В 2010 году исследователи из Университета Объединенных Арабских Эмиратов сообщили на собрании Американского химического общества, что после изучения 6000 различных видов лягушек они определили более 100 веществ, потенциально убивающих бактерии, которые в конечном итоге могут быть разработаны как наркотики. Разработка антибиотиков из химических веществ на коже лягушки - сложная задача, потому что некоторые химические вещества могут быть токсичными как для клеток человека, так и для бактерий. Исследователи пытаются обойти эту проблему, слегка изменяя молекулярную структуру химических веществ, чтобы сделать их менее опасными для людей, сохраняя при этом свои свойства по уничтожению бактерий.
5: Панды
С этими большими, пухлыми телами и черно-белыми лицами, на которых, кажется, выгравирована широкая улыбка, панды кажутся воплощением милости и приятности. Но исследователи из Нанкинского сельскохозяйственного университета Китая, изучавшие ДНК находящихся под угрозой исчезновения животных, обнаружили, что их кровь содержит мощное антибиотическое соединение под названиемкателицидин-АМ, которое помогает защитить их от бактерий и грибков.
Это химическое вещество настолько мощное, что может убить бактерии менее чем за час, то есть примерно в шесть раз быстрее, чем для этого требуются самые известные антибиотики. Сейчас исследователи пытаются выяснить, как превратить это химическое вещество в лекарство, которое будет работать на людях. К счастью для панд, численность которых в дикой природе составляет примерно 1600 особей, ученым на самом деле не нужно извлекать вещество из настоящей крови панды. Они могут сделать синтетическую версию в лаборатории.
4: Муравьи
Южноамериканские муравьи-листорезы известны в основном своей ошеломляющей силой, о чем свидетельствует их способность маршировать по тропическому лесу, неся с собой листовые пластины вдвое большего размера. Но способность крошечных существ противостоять микробам интересует исследователей лекарств еще больше. Все дело в том, как муравьи готовят пищу, транспортируя листья под землю, где они разлагаются и образуют сад грибов, который снабжает питательными веществами их личинок и королеву.
Чтобы защитить свою трапезу от нежелательных микробов и паразитов, муравьи выработали на своем теле бактерии, вырабатывающие антибиотики. Британские исследователи обнаружили, что муравьи на самом деле производят и используют несколько антибиотиков, подобно тому, как врачи используют мультилекарственную терапию для лечения инфекций у людей.
Одно из химических веществ, вырабатываемых муравьями, похоже на противогрибковый препарат, который уже используется в современной медицине. Но исследователи также надеются обнаружить совершенно новые вещества, которые могут быть полезны в борьбе с болезнями человека.
3: Старые ЖК-телевизоры
Некоторые люди думают, что слишком много телевидения портит мозг, но у этой оклеветанной среды может быть и положительная сторона. Старые телевизоры могут в конечном итоге защитить вас от опасных инфекций.
Исследователи из Йоркского университета в Англии сообщили в 2010 году, что они обнаружили способ преобразования химического соединения, используемого в производстве жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев), в антибактериальное вещество. Было обнаружено, что химическое вещество из наборов, поливиниловый спирт или ПВА, уничтожает такие микробы, как кишечная палочка и некоторые штаммы золотистого стафилококка.
Чтобы превратить химические отходы в антибиотик, исследователи нагревали и охлаждали ПВС, а затем обезвоживали его этанолом. Затем они добавили наночастицы серебра, чтобы усилить его противомикробные свойства. Исследователи могут использовать это химическое вещество для разработки противомикробных чистящих средств, которые могли бы снизить риск заражения пациентов больницы.
2: Марихуана
Марихуана была легализована во многих штатах США для медицинских целей, таких как облегчение тошноты и как средство от беспокойства. Но также существует вероятность того, что Cannabis sativa, растение, из которого производится марихуана, также может обладать антибактериальными свойствами.
В 2008 году исследователи из Италии и Великобритании сообщили, что пять различных химических веществ, извлеченных из марихуаны, эффективно убивают MRSA.каннабиноиды, как называются химические вещества, атакуют микробы способом, отличным от обычных антибиотиков, что позволяет предположить, что они могут воздействовать и на другие микробы, у которых развилась резистентность к лекарствам.
По крайней мере, два каннабиноида не влияют на настроение, так что может существовать способ их применения, не вызывающий у пациентов отравление камнями.
1: Пещерные бактерии-убийцы
Удаленная пещера Лечугилла, которая находится на 1600 футов (488 метров) ниже Карлсбадских пещер в Нью-Мексико, является самой глубокой известняковой пещерой в США. самые обширные подземные сети планеты.
Но дело не только в размере пещеры или ее захватывающих дух 20-футовых (6-метровых) гипсовых люстрах и других экзотических скальных образованиях, которые очаровывают ученых-исследователей. Пещера также является домом для множества поедающих камни бактерий, которые питаются отложениями серы, железа и марганца, найденными внутри.
Ученые собирают образцы этих микроорганизмов, пытаясь найти новые потенциальные антибиотики. Одним из многообещающих примеров является микроскопический хищник, преследующий другие бактерии. Ученые надеются, что один из этих микроорганизмов может продлить жизньКубицина, который в настоящее время является препаратом последней инстанции против MSRA.
Примечание автора
Было страшно наблюдать, как болезни, которые, как мы думали, были побеждены антибиотиками, внезапно возвращаются с новой, устойчивой к лекарствам силой. Недавно я прочитал, например, что гонорея, передающаяся половым путем, стала устойчивой почти ко всем антибиотикам, которые использовались против нее, так что последней оставшейся линией защиты является цефтриаксон, за которым следует пероральная доза либо зитромицина, либо доксициклина. Если это лечение перестанет работать, у нас будут большие проблемы. Вот почему, на мой взгляд, мы должны сопротивляться искушению сократить государственное финансирование медицинских исследований в интересах сокращения правительственных убытков. Вместо этого мы должны оказывать более сильную поддержку исследователям, которые пытаются найти новые антибиотики, а это трудный и трудоемкий процесс.