В пандемию коронавируса применение антибиотиков особенно актуально. Так, при тяжёлом развитии болезни пациенты попадают в реанимацию больниц, где высок риск присоединения бактериальной инфекции. При этом у пациентов настолько ослаблена иммунная система, что на фоне возникновения и распространения инфекции развивается сепсис, а вместе с ним и септический шок, от которого чрезвычайно высок процент смертности. При этом антибиотики не помогают, поскольку в больничных условиях суперинфекции к ним не чувствительны. Однако учёные уже сейчас разрабатывают альтернативу антибиотикам, которые в принципе вредны для организма, а потому замену им ищут уже давно, причём для лечения не только людей, но и растений и рыб. Заместитель заведующего лабораторией разработки инновационных лекарственных средств и агробиотехнологий МФТИ Елена Марусич в интервью Metro раскрыла подробности.
Почему использование антибиотиков вредно, как давно им пытаются найти альтернативу?
Бесконтрольное использование антибиотиков приводит к появлению устойчивых к ним супербактерий, что опасно для здоровья людей и становится большой проблемой для всего здравоохранения, особенно в период пандемии. Альтернативные пути борьбы с патогенами с помощью лекарств на природной основе ищут давно и весьма преуспели в данной области, тем более что основа для них находится рядом с нами и, главное, безопасна для организма.
Появляются всё новые натуральные средства. Например, экстракт из личинки мухи Чёрная львинка, сыворотка из спирулины.
А какое направление наиболее перспективно для человека?
Эти средства обладают уникальными антибактериальными свойствами и могут уничтожать патогенные бактерии, устойчивые к антибиотикам, при этом они натуральные и не имеют побочных эффектов. В таких странах, как Китай, их используют как биодобавки, применяют в различных антисептических мазях и кремах. Подобные противомикробные препараты имеют очень широкий спектр применения – для человека, животных и в сельском хозяйстве.
Так, спирулина (Spirulina Platensis) поистине уникальна и содержит более 1000 различных питательных веществ, в том числе большое количество ценных белков (фикобилипротеины, все человеческие аминокислоты, витамины, бета-каротины, минеральные вещества, незаменимые жирные кислоты), что делает её суперпродуктом. Наиболее потенциальные области медицины для спирулины: снижение окислительного стресса, воспалений, уничтожение вирусной и бактериальной инфекций, стимулирование иммунной системы. Её применяют в онкологии, гематологии, при детоксикации, а также при кожных проблемах и даже когнитивных расстройствах. Спирулины также используют в ветеринарно-агропромышленном комплексе и в целях профилактики и лечения болезней сельскохозяйственных растений.
"Чёрная львинка" – это разновидность мухи из Южной Америки. Благодаря свойствам личинок (60–80% белков и 1–20% жиров под хитиновым покровом) их уже давно стали разводить в специальных хозяйствах в промышленных масштабах для корма сельскохозяйственных животных, на рыбных фермах (в форме белкового экстракта). Кроме того, они являются прекрасной основой для лекарств против большого числа распространённых и опасных бактериальных патогенов.
На ком уже проводятся клинические исследования в России? Почему замена антибиотиков важна не только для человека, но и для рыб, растений и т. д?
В нашей лаборатории мы уже успешно применили лекарства на основе экстракта жирных кислот из жира личинок мухи "Чёрная львинка" и в сельском, и в рыболовном хозяйстве, таким образом, захватив самые востребованные для человека отрасли.
Проблемы этих отраслей похожи. Так, среди разнообразных болезней сельскохозяйственных растений, а также в рыбном хозяйстве, значительное место занимают бактериальные. И самый распространённый способ борьбы с ними – обработка антибиотиками, к которым бактерии стали весьма устойчивы. Кроме того, антибиотики не всегда действуют направленно на определённый тип бактерий и поражают как полезные, так и вредные микроорганизмы.
В рыбном хозяйстве спрос на продукцию постоянно растёт. Для борьбы с болезнями в основном используется вакцинация, хлорирование воды и сверхвысокие дозы антибиотиков, к которым у рыб вырабатывается резистентность. В свою очередь, развитие и распространение устойчивых к антибиотикам бактерий, которые как супербактерии беспрепятственно циркулируют в окружающей среде, представляют серьёзную опасность не только для людей, но и вызывают неизлечимые инфекции у рыб, принося тем самым серьёзный урон индустрии аквакультуры.
Для разработки лекарственных препаратов мы используем жир (субстанцию из жирных кислот) личинок, который получают путём механического выжимания под прессом, а для лучшей экстракции ищем наиболее подходящие органические растворители.
В результате исследований был выбран состав из воды, метанола и соляной кислоты, который позволил выделить более 4% активных жирных кислот из исходного жира. Метанол помогает жирным кислотам растворяться в воде, а кислая среда стабилизирует полученную смесь. Это оказалось в 50 раз эффективнее всех применявшихся до этого технологий. Полученный экстракт обладает антимикробной активностью против 18 видов протестированных нами широко распространённых и опасных бактерий, и мы показали, что он работает значительно эффективнее антибиотиков. Фактически он может потенциально заменить антибиотики и в сельском, и в рыбном хозяйстве.
Когда можно ждать, что очередь с испытаниями такого лекарства дойдёт и до человека?
Испытание лекарств на человеке – это длительный и дорогостоящий путь, состоящий из нескольких ступеней тестирования – сначала на нескольких моделях животных, а потом на небольшой группе добровольцев, и в завершении на большой группе больных, для лечения которых будет применяться тестируемый лекарственный препарат. Но в случае экстракта жира личинки можно ускорить этот процесс, если использовать его в качестве нового дезинфицирующего средства в больницах – при обработке поверхности кожи, поражённой бактериями в виде спрея, или медицинских повязок, смоченных этим экстрактом.
Можно ли надеяться, что в каком-то обозримом будущем станут использовать натуральные средства для борьбы с ковидом? Как именно это поможет человеку?
Надежда умирает последней! Подтверждённый многими зарубежными исследованиями факт противовирусной активности спирулины, безусловно, вселяет надежду на её использовании в борьбе с ковидом. И прежде всего в качестве профилактического средства против цитокинового шторма, который может сопровождать заболевших ковидом, который, к сожалению, часто приводит к летальному исходу. Есть экспериментально доказанные подтверждения снижения уровня цитокинов в культуре клеток человека. Это вселяет уверенность в перспективах применения натуральных средств для заболевших коронавирусом.