Израильские ученые впервые в мире нашли биологическую замену антибиотикам

Моноклональные антитела доказали свою эффективность в борьбе с туберкулезной инфекцией.

​В ходе нового революционного исследования, проведенного доктором Натальей Фройнд и докторантом Авией Ватсон​ на медицинском факультете Тель-Авивского университета, исследовательской группе удалось выделить моноклональные антитела, препятствующие развитию микробов туберкулеза у лабораторных мышей. 

Антитела были выделены от пациента, который болел туберкулезом в активной фазе и выздоровел. Фактически впервые в истории исследователям удалось разработать «биологический антибиотик» и продемонстрировать, что человеческие моноклональные антитела могут заменить традиционные химические антибиотики и защитить мышей от патогенного бактериального заражения. Исследование было проведено в сотрудничестве с двумя дополнительными лабораториями из США и Китая и опубликовано в престижном научном журнале Nature Communications.

В прошлом веке антибиотики служили основным эффективным и дешевым средством против микробов. Антибиотики - это химические вещества, которые предназначены для блокирования и уничтожения определенных клеток. Однако, поскольку некоторые биологические механизмы являются общими для клеток и человека, и микробов, спектр антибиотиков, которые можно использовать без вредпа, не причиняя вреда пациенту, ограничен. Например, компоненты клеточной стенки многих штаммов микробов являются общими для клеток человека; поэтому любое повреждение стенок микробных клеток может привести к обширному повреждению систем организма. Кроме того, в последние годы число штаммов микробов, устойчивых к антибиотикам, увеличивается, что ставит новые задачи по защите организма человека от микробов, когда антибиотики уже ее не обеспечивают.

Именно поэтому д-р Наталья Фройнд и ее лабораторная группа провели последние годы в поисках биологической замены известным антибиотикам. Антитела - это белки, которые естественным образом вырабатываются нашим иммунным ответом после инфекции или вакцины. Они обладают многими преимуществами, среди них - точечное воздействие, стабильность и безопасность. По этим причинам сегодня антитела широко используются в лечении рака, аутоиммунных заболеваний и вирусных инфекций, таких, как COVID-19.

Исследовательская группа д-ра Фройнд выбрала в качестве испытательной модели туберкулез, вызываемый инфекцией бактерий Mycobacterium tuberculosis, и впервые в истории успешно разработала эффективное лечение на основе антибактериальных антител, естественным образом вырабатываемых во время инфекции.

Одна из причин, по которым ученые остановили свой выбор именно на туберкулезе, заключается в том, что, хотя вакцина против туберкулеза была разработана уже 100 лет назад и основана на штамме ослабленной бациллы туберкулеза скота (БЦЖ), она неэффективна для взрослых и не предотвращает инфицирование. Кроме того, в последние годы появилось все больше и больше разновидностей болезни, устойчивых к единственному доступному в настоящее время лечению туберкулеза - антибиотикам. Поскольку микробы туберкулеза очень заразны, переносятся по воздуху и серьезно повреждают легкие, распространение устойчивых штаммов туберкулеза, с которыми современная медицина не может бороться, представляет собой реальную опасность для жизни. В настоящее время примерно четверть населения мира инфицирована туберкулезом, а в некоторых странах уровень лекарственно-устойчивых штаммов достигает 40%. В Израиле тоже ежегодно регистрируется около 200 случаев активного туберкулеза.

 По словам д-ра Натальи Фройнд, "антибиотики очень эффективны и экономически выгодны, и поэтому в последние годы они были нашим единственным оружием против бактериальных инфекций. К сожалению, антибиотики становятся все менее и менее эффективными, и в большинстве случаев, сталкиваясь с такой устойчивостью патогенов, врачи не могут найти альтернативного метода лечения своих пациентов. Поэтому срочно необходимы новые способы уничтожения бактерий. Достижения в биологической медицине позволили нам уничтожать микробов новыми способами, которые основаны не только на антибиотиках, и позволяют найти новые пути лечения. Наше исследование является первым подтверждением правильности теории использования моноклональных антител (полученных из отдельных клеток) в качестве эффективной терапии для борьбы с бактериальными патогенами".

Следует отметить, что из-за размера и сложности туберкулезной палочки выделение моноклональных антител к ней было чрезвычайно сложной задачей. Но теперь исследователям из лаборатории д-ра Фройнд удалось точно определить белок фосфатного "насоса" на клеточной стенке бациллы, который снабжает бактерии энергией. Этот белок - специфический для патогена туберкулеза и сохраняет свое присутствие во всех его штаммах.

Исследователи выделили два типа антител, которые блокируют действие этой "белковой помпы", подавляют рост бактерий и снижают уровень бактерий в организме испытуемых мышей на 50% по сравнению с мышами, которым не вводили антитела. Кроме того, было обнаружено, что эти антитела активны против трех различных штаммов туберкулезной палочки. Поскольку механизм их работы связан с блокированием действия белка, характерного для всех штаммов бактерии, ожидается, что вакцина на базе этих антител будет эффективна и против многих других штаммов туберкулеза, в том числе и устойчивых к антибиотикам.

Теперь, на базе успеха этого исследования, лаборатория д-ра Фройнд изучает возможность расширения «биологической» замены антибиотиков на лечение и других заболеваний. «Модель, которая оказалась успешной в этом исследовании, позволит нам расширить масштабы нашей работы и распространить ее на другие болезни - такие, как пневмония и стафилококковые инфекции», - говорит д-р Фройнд.​

Источник: MFA
Фото: Д-р Наталья Фройнд (справа) со своей исследовательской группой / Пресс-служба Тель-Авивского университета