Читати книгу - "Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій"

дослідник, Заслофф був особливо зацікавлений у розробці методів лікування АМП юних пацієнтів з кістозним фіброзом. 1997 року, працюючи в Пенсильванському університеті, він допоміг продемонструвати, що ця хвороба виникає, хоча б почасти, з вини дефектних дефензинів у легенях. Тим часом його попередні доповіді спричинили справжню лихоманку відкриттів та патентів на інші антимікробні пептиди, кожен з яких у світі, що прагнув нових антибіотиків, обіцяв принести мільярди доларів прибутку.

До 1998 року Заслофф протестував свої магайніни на понад тисячі добровольців як засіб лікування від лишаю (бактеріальної шкірної інфекції) та діабетичних шкірних виразок. В обох випадках АМП виявилися помірно ефективними в полегшенні або запобіганні інфекції. Цього було досить, аби зацікавити фармацевтичний гігант SmithKline Beecham, який захотів вивести на ринок антибіотичний крем на основі АМП Заслоффа як новий препарат лоцилекс. Але наступної весни ринкове просування цього продукту було різко зупинене, коли експертна комісія Управління з контролю за якістю харчових продуктів та медикаментів, розглядаючи можливість остаточного схвалення, оголосила, що, хоча вона задоволена безпекою лоцилексу, їй потрібні додаткові дослідження його ефективності.

Таке рішення викликало збурення серед сповнених надій діабетиків та різку втрату інтересу з боку компанії SmithKline Beecham. Проте дослідження АМП не лише продовжились, але й не зменшили інтенсивності. По суті, Заслофф був настільки впевненим у безпеці АМП, що запропонував ще один продукт своєї розробки (акулячий АМП скваламін) як засіб зниження апетиту. Тести на лабораторних мишах неочікувано показали, що пептиди підказують тваринам припинити їсти. До 2001 року кількість нещодавно відкритих антимікробних пептидів склала вже близько п’ятисот, а в науковій пресі з’явились тисячі пов’язаних із ними статей. Того самого року Майкл Шнеєрзон та Марк Плоткін видали книжку «Убивці всередині» – жахливий опис смертельно небезпечного поширення стійких до лікарських засобів бактерій. У заключних розділах ці поважні наукові журналісти надали антимікробним пептидам однакової ваги з фаготерапією як двом великим сподіванням на порятунок у сучасній медицині.

Хлюпнути холодної води в цей вогонь сподівань змогли лише двоє еволюційних біологів. У червні 2003 року Ґрем Белл із канадського Університету Макґілла та П’єр-Анрі Ґуйон з Паризького університету опублікували в журналі Microbiology свою думку з цього приводу, назвавши статтю «Озброюючи ворога». Вони попереджали, що, хоч якими безпечними препарати АМП здаються в короткостроковій перспективі, якщо їх використання також породить стійкість, наслідки можуть бути катастрофічними. «Еволюція стійкості до будь-якого антибіотика, безумовно, робить його менш корисним у лікуванні хвороби, – писали вони. – Вона також позбавляє будь-який організм, який її виробляє, частини його антибактеріального арсеналу. За нормальних умов це не має бути предметом занепокоєння, але у випадку антимікробних пептидів виробниками є ми самі». Теоретично стійкість до АМП може створити бактерії, нечутливі до тих хімікатів, які людський організм використовує для своєї першої лінії захисту. Побічними ефектами цього можуть бути дрібні порізи, що більше не гоїтимуться; очні інфекції та легеневі хвороби, спричинені мікробами зі звичайного повітря. Навіть найбільш безвинні з резидентних бактерій нашого тіла можуть перетворитися на агресивні й загрозливі.

Попередження Белла й Ґуйона викликали спочатку шок, а потім гнівну реакцію багатьох дослідників нових фармацевтичних обріїв антимікробних пептидів. Першим їм відповів у науковій пресі сам Заслофф, який відкинув можливість вироблення стійкості як «неправдоподібну» та назвав їхню логіку «фундаментально хибною». Він стверджував, що бактерії мали вже мільйони років, аби виробити стійкість до цих хімікатів, однак цього не сталося. Кидаючи персональний виклик, Заслофф підбурював Белла випробувати пексиганан, найширше протестований із його магаїнінових антибіотиків, на будь-якому мікробові в будь-якій концентрації й упродовж будь-якого часу. «Я битимусь об заклад, що цей пептид не призведе до появи стійкості», – сказав він репортерам. Белл прийняв цей виклик, і двоє вчених домовилися спільно опублікувати отримані результати.

З двадцяти чотирьох бактеріальних культур, вирощених у лабораторії Белла під впливом пексиганану, двадцять дві стали стійкими до цього препарату. Як еволюційний біолог зміг викликати стійкість там, де мікробіолог Заслофф зазнав невдачі? З допомогою одного зі своїх студентів, Ґабріеля Перрона, Белл скористався перевіреним методом добору та сприяння розвиткові резистентних організмів. Вони почали з вирощування своїх бактеріальних штамів (по дюжині різновидів кишкової та синьогнійної паличок) у бульйоні з додаванням надзвичайно низької дози пексиганану, що практично гарантувала виживання хоча б небагатьох. Щоранку завданням Перрона було виділення тих, що вижили, та перенесення їх до свіжої пробірки. Раз на кілька днів дозу пексиганану подвоювали. Так поодинокі мутанти, що виживали, отримували час накопичити додаткові мутації, здатні підвищити їхню стійкість. Цей процес, хоч і складний для виконання в лабораторії, не надто відрізнявся від того, що бактерія може переживати, коли поширюється й розмножується в організмах та інших умовах за наявності там будь-якого типу антибіотика.

Будучи еволюційним біологом, а не генетиком, Белл залишив іншим ученим розшифрування того, які саме мутації дозволили виживати вирощеним на АМП мікробам. Його мети було досягнуто: хоча бактерії, можливо, і не виробляють стійкості до антимікробних пептидів у природі, тривале застосування цих хімікатів у високих концентраціях (як це роблять під час лікування інфекцій) фундаментальним чином змінює еволюційні тиски. Що ж до Заслоффа, то він прийняв ці результати з дивовижною гідністю, як для людини, котра присвятила майже двадцять років своєї кар’єри тому, що щиро вважала убезпеченим від стійкості препаратом.

«Коли щось може статися в пробірці, то дуже ймовірно, що це може статися й у реальності», – оголосив він напередодні виходу звіту про результати дослідження. Водночас Белл приєднався до Заслоффа у твердженні, що отримані ними дані мають не розхолоджувати дослідників антимікробних пептидів, а радше послугувати їм свого роду дзвінком будильника для обережнішого поводження з десятками препаратів АМП, що готуються до медичного та ветеринарного застосування. На додачу до більш ретельного тестування на стійкість вони закликали вчених далі вивчати небезпеки перехресної стійкості, тобто всебічно перевіряти, чи можуть АМП від тварин, таких як комахи, риби чи жаби, спричиняти перехресну стійкість до АМП, які виробляються людьми, їхніми домашніми тваринами та худобою. Така перехресна стійкість є давньою проблемою традиційних антибіотиків, що виробляються організмами, настільки далеко спорідненими, як гриби і бактерії (два зовсім різних царства живого).

Безпечніший та перспективніший підхід може полягати в засобах лікування, націлених на різке збільшення рівня власних антимікробних пептидів тіла. Заслофф і Белл схвалили цей підхід, що мав би менш імовірно сприяти виробленню стійкості, бо людський організм використовує АМП в комбінації з багатьма іншими засобами захисту, такими як антитіла й антибактеріальні ферменти. У першому дослідженні такого засобу лікування на тваринах шведські та банґладеські вчені нещодавно вводили зараженим шигелою кроликам бутират натрію – сіль жирної кислоти, яку в нормі знаходять у невеликих кількостях в товстому кишечнику. Сам по собі бутират антибіотичних властивостей не має. Однак він активізує виробництво шлунково-кишковим трактом кателіцидину – потужного антимікробного пептиду, що запобігає прикріпленню бактерій до ніжних клітин кишкової вистилки. В експериментах на кроликах ті, яким давали бутират, почали одужувати від їхньої шигельної дизентерії ще до кінця дня, хоча стан контрольної групи, якій давали плацебо, явно гіршав.

У схожому дослідженні на імунних клітинах людини Роберт Модлін із Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі виявив, що вітамін D активізує виробництво ними дефензинів поряд із їхньою