Два вещества в составе яда скорпионов Diplocentrus melici обладают противомикробными свойствами и эффективны против золотистого стафилококка и палочки Коха, причем не только против обычного патогена, но и устойчивого к лекарственным препаратам. Как сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи показали эффективность и безопасность нового вещества в экспериментах на больных туберкулезом мышах.
Сейчас известно около 1750 видов и подвидов скорпионов, но состав яда охарактеризован только у нескольких процентов из них. В него входят не только токсичные для человека вещества (большинство из них белки и пептиды, взаимодействующие с ионными каналами). Как выяснилось в последние годы, вещества в составе скорпионьего яда могут обладать антимикробными и противовоспалительными свойствами.
Среди скорпионов, яд которых не изучен — семейство Diplocentridae, практически все представители которого живут в Новом Свете. Профессор Ричард Зейр (Richard Zare) из Стенфордского университета и его коллеги из США и Мексики проанализировали яд скорпионов Diplocentrus melici, обитающих в Мексике. Ученые выделили из него два соединения, с помощью масс-спектрометрии и ядерного магнитного резонанса определили их структуру и проанализировали их свойства. Вещества, производные 1,4-бензохинона, в растворе были красного цвета. Однако в лиофилизованном (сухом) состоянии одно из них поменяло цвет на синий — авторы называли вещества «красное» и «синее» соответственно.
Слева: структура красного вещества (3,5-диметокси-2-(метилтио)циклогекса-2,5-диен-1,4-диона). Справа: структура синего вещества (5-метокси-2,3-бис(метилтио)циклогекса-2,5-диен-1,4-диона)
Так как масса веществ, полученных из яда D.melici была невелика, авторы разработали метод синтеза красного вещества из коммерчески доступного 3,4,5-триметоксифенола. Синее вещество исследователи получили в несколько стадий из 1,4-диметокси-2,3-дибромбензола.
Эксперименты in vitro показали, что оба вещества эффективно ингибируют золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) — патоген, который вызывает различные заболевания, начиная с кожных инфекций и заканчивая пневмонией и менингитом. За шесть часов они блокировали рост 90 процентов, а через сутки — 99,9 процента бактерий.
Синее вещество блокировало не только золотистый стафилококк. In vitro оно ингибировало рост вызывающей туберкулез палочки Коха (Mycobacterium tuberculosis). При этом оно действовало не только на бактерии, которые обычно используются в подобных экспериментах, но и на патоген, устойчивый к нескольким лекарственным препаратам, который выделили из клинических изолятов (то есть в больнице из мокроты туберкулезных больных). Оказалось, что синее вещество эффективно действует и на обычные, и на устойчивые к лекарствам бактерии в концентрациях, сравнимых с концентрациями существующих антибиотиков. Это, по мнению авторов исследования, делает новое вещество потенциально интересным препаратом для лечения туберкулеза.
Следующим шагом ученые проверили эффективность синего вещества на больных туберкулезом мышах. Животным из экспериментальной группы в течение двух месяцев через день давали синее вещество, животным из контрольной группы — солевой раствор. За это время мыши из экспериментальной группы практически выздоровели — они перестали терять вес и у них на 90 процентов уменьшилось количество патогена в мокроте по сравнению с животными из контрольной группы. В то же время у здоровых мышей, которых кормили синим веществом в течение месяца, легочная ткань практически не изменилась, в ней появились лишь несколько небольших инфильтратов.
Исследователи проверили токсичность синего вещества для человеческих клеток. Они провели эксперименты на культуре человеческих легочных клеток (в качестве модельных использовали линию аденокарциномы легких), и показали, что ни синее, ни красное вещество практически не причинили им вреда. Также ученые проверили действие новых веществ на двух компонентах крови — эритроцитах и периферических мононуклеарных клетках крови. Ни синее, ни красное вещество не вызывали гемолиза (разрушения эритроцитов) даже в больших концентрациях, но после 12-часового воздействия убивали больше половины периферических мононуклеарных клеток.
Так как патогенные микроорганизмы вырабатывают устойчивость к лекарственным препаратам, исследователи постоянно ищут новые антимикробные вещества. Порой их находят в неожиданных местах, например, в носу. Иногда удается создать модификацию старого антибиотика, которая становится способна убивать ранее устойчивые к нему бактерии. А после того, как ученые узнали кристаллическую структуру одного из ключевых ферментов палочки Коха, появилась надежда, что для этого патогена можно будет делать антибиотики «под заказ».
