Из муравьев выделили новый штамм актинобактерий и антибиотик

Ученые МГУ имени М.В. Ломоносова и Сколковского института науки и технологий выделили из муравьев новый штамм актинобактерий, вырабатывающий вещество с антибиотическим действием. Исходя из полученных результатов, новый антибиотик может оказаться также противораковым агентом. Результаты исследования опубликованы в журнале Biochimie.

Всемирная организация здравоохранения в одном из последних докладов сообщила об угрозе все возрастающей устойчивости болезнетворных бактерий к антимикробным препаратам. По мнению ВОЗ, в мире разрабатывается недостаточно антибиотиков, чтобы противостоять этой угрозе. Для преодоления глобальной проблемы требуются как активно искать новые вещества, так и более пристально исследовать уже известные соединения. Коллектив российских микробиологов решил искать микроорганизмы, которые могли бы производить антибиотики, в необычных и малоизученных экологических нишах. Исследователи предположили, что новых продуцентов веществ с антибактериальным действием — в основном это актинобактерии — имеет смысл искать в симбиотических отношениях с насекомыми. По предположению ученых, муравьи, живущие в очень тесном контакте друг с другом,могут обладать «полезными симбионтами», обеспечивающимиим первую линию защиты от патогенных микроорганизмов, и сосредоточили внимание на них. 

Муравьи Camponotus vagus — одни из крупнейших по размеру представителей мирмекофауны России. Они играют важную роль в функционировании лесных экосистем. Эти муравьи устраивают свои гнезда в отмерших деревьях. Прокладывая в них ходы, насекомые измельчают отмершую древесину, которую затем разлагают микроорганизмы. Однако обильное развитие микроорганизмов в гнездах муравьев — особенно в камерах, где содержится расплод — неминуемо привело бы к заражению и гибели семьи. Ученые решили проверить, не обладают лимуравьи C. vagus своеобразным «бактериологическим оружием» благодаря наличию у них симбионтов.

Для этого из рабочих муравьев и древесного материала гнезда ученые приготовили суспензии, которые высеяли на питательные среды. Спустя две недели выросшие на чашках Петри колонии актинобактерий были выделены в чистые культуры. Затем с помощью специальной системы ученые исследовали активность выделенных штаммов и установили ее механизм. Самым эффективным оказался штамм Streptomyces sp. Pe6.

Чтобы определить, какое именно вещество вызывает отклик у тест-объекта, ученые выращивали Streptomyces sp.Pe6 в жидкой среде, а затем хроматографическими методами выделяли и очищали активную фракцию. Методами масс-спектрометрии и ядерно-магнитного резонанса специалисты из МГУ и Сколтеха идентифицировали действующее вещество как нибомицин. Этот антибиотик был впервые описан в 1955 году, а гипотетический механизм его действия предложен только в 2012.

На примере грамположительных бактерий золотистого стафилококка было показано, что нибомицин подавляет рост устойчивых к фторхинолонам стафилококков, не действуя при этом на бактерии дикого типа. Было высказано предположение, что нибомицин представляет собой специфический ингибитор устойчивой к фторхинолонам ДНК-гиразы. Однако ученые МГУ продемонстрировали, что нибомицин подавляет рост штаммов кишечной палочки, обладающих ДНК-гиразой, чувствительной к действию фторхинолонов. Это наблюдение ставит под сомнение предложенный ранее механизм действия антибиотика. «Мы обнаружили, что нибомицин подавляет рост раковых клеточных линий человека. То есть он может рассматриваться не только как антибиотик, но и как противораковый агент», — рассказывает Илья Остерман, старший научный сотрудник химического факультета МГУ и Сколковского института науки и технологий.