Сальмонелла помогает в борьбе с вирусами

Недавно американским биохимикам удалось разработать весьма эффективный противовирусный препарат. В его основе лежит рибозим — молекула РНК, способная подавлять размножение вируса. А в качестве курьера, который доставляет рибозим к месту работы, используется бактерия, которая до недавнего времени была злейшим врагом человека — сальмонелла.

Фото: Фото: AP

Современная наука может многое, даже то, что на первый взгляд кажется невозможным. Например, превращать врагов человека в его друзей и помощников. Такое стало возможным благодаря экспериментам американских ученых, которые заставили зловредного микроба сальмонеллу (Salmonella) бороться с цитомегаловирусной инфекцией (Cytomegalovirus hominis, ближайший родственник вируса герпеса).

Как известно, сальмонелла сама по себе — далеко не ангел. Эта бактерия, обитающая в кишечнике многих животных и человека, обладает высокой патогенностью и вызывает такую неприятную болезнь, как сальмонеллез. В легком случае он похож на обычное отравление, а в тяжелом — это лихорадка в течение 10-14 суток с увеличением печени и селезенки и сыпью по всему телу. Иногда эти микробы даже способны вызвать сепсис, что часто заканчивается смертью больного.

И вот на этих-то пакостников и обратили внимание биохимики из Университета Калифорнии (США), которыми руководил профессор Юн Бай. Эта группа уже в течение многих лет занята разработкой новых средств борьбы с различными вирусными инфекциями. Исследователи посчитали, что самым перспективным средством для такой борьбы являются рибозимы.

Читайте также: Человеческий иммунитет победит все болезни

Напомню, что рибозимом называют короткую молекулу РНК, обладающую каталитическим действием, то есть способную ускорять или замедлять разные химические реакции. Их достаточно много в клетках живых существ. Чаще всего рибозимы естественного происхождения катализируют расщепление самих себя или других молекул РНК. Также известно, что образование пептидной связи в белках при синтезе последних происходит при помощи РНК из рибосом, которые, таким образом, тоже являются рибозимами.

Фото: AP

Исследуя жизненный цикл вируса, ученые пришли к выводу, что с ним можно легко справиться, если блокировать синтез его собственной РНК (о жизненном цикле вирусов читайте в статье "Мутанты против вирусов: кто кого?"). Для того чтобы сделать это, профессор Юн Бай и его коллеги синтезировали рибозим M1GS RNA, который целенаправленно блокирует на матричной РНК вируса два участка, необходимые для размножения патогена. Опыты по внедрению этого рибозима в культуру клеток, зараженную Cytomegalovirus hominis, показали, что данное противовирусное средство весьма эффективно. Получается, что наконец-то удалось найти управу на этот вирус, который достаточно сложно победить с помощью традиционных методов лечения.

Чаще всего цитомегаловирусы атакуют слюнные железы, а также клетки слизистой оболочки рта. В подобных случаях он не доставляет большого беспокойства больному — все симптомы подобного заболевания похожи на таковые при ОРЗ, только гораздо слабее. Однако иногда этот вирус может проникать в другие внутренние органы, такие как спинной мозг, печень, надпочечники, почки, селезенка, поджелудочная железа, легкие, и вызывать в них воспалительные процессы.

Поражения данных органов могут стать причиной бронхита, пневмонии,желудочно-кишечных заболеваний, ослабления иммунитета, а также психических расстройств. Прогнать же вирус оттуда достаточно сложно, поскольку большинство лекарств, в том числе и антибиотики, на него не действуют. Так что рибозимы здесь были бы весьма кстати. Однако как доставить это "лекарство" внутрь человеческого организма, прямо к месту локализации возбудителя инфекции?

И вот тут биологи обратили внимание на сальмонеллу. Этот микроорганизм известен своей фантастической пронырливостью, то есть он умеет достаточно быстро распространяться по кишечнику и проникать в самые отдаленные его закоулки. И вот группа профессора Юн Бая создала для этой цели специально подготовленный штамм сальмонелл SL101, который обладает отличными "курьерскими" характеристиками. Кроме того, эти микробы совсем не вредят клеткам человеческого организма, поскольку в результате генетической модификации их токсичность стала равна нулю.

Итак, ученые снабдили "ручных" сальмонелл необходимым рибозимом, создали из них своеобразную микстуру, которую впрыснули с помощью инъекций мышам, зараженным Cytomegalovirus hominis. Кроме того, другой группе мышей были введены сальмонеллы, несущие "сломанный" рибозим (у него было несколько дефектных участков молекулы, в результате чего он не мог работать). Также была сформирована контрольная группа из зараженных животных, которым сальмонеллу не вводили.

В результате эксперимент привел к тому, что мыши из первой группы прожили около 50 дней после инфицирования, а остальные животные погибли в течение 25 дней. Было доказано, что уровень вирусной нагрузки у мышей из первой группы был в 400-600 раз меньше. "Доказано, что определенные штаммы бактерий могут целенаправленно доставлять рибозимы в клетку", — заключают авторы исследования.

Позже, более детально исследовав воздействие нового лекарства, ученые обнаружили, что рибозим M1GS RNA снижает активность вирусных генов на 80-85 процентов. При этом интенсивность размножения вируса уменьшается в 2500 раз. Получается, что данный препарат является самым эффективным оружием против вирусов по сравнению с теми, что используются ныне.

Фото: AP

Каким же образом сальмонелла доставляет рибозим в зараженную клетку? Ведь сами они не являются внутриклеточными паразитами, то есть через клеточную мембрану проходить не способны. Скорее всего, дело происходит следующим образом — поскольку рибозим находится внутри бактерии, в особом мембранном пузырьке (ученые называют его плазмидой), сальмонелла, подходя к нужной клетке, просто "проталкивает" эту плазмиду через мембрану последней. Именно так рибозим попадает внутрь.

По словам исследователей, так как данная бактерия хорошо умеет выживать в желудочно-кишечном тракте, то новое лекарство можно будет глотать, а не вводить с помощью инъекций. Так что, возможно, скоро на прилавках аптек появятся пилюли, содержащие "ручных" сальмонелл, снабженных необходимыми рибозимами.

Читайте также: Разработана вакцина против "чумы ХХ века"

Таким образом, благодаря генной модификации один из самых злейших врагов человека превратился в его друга. И теперь с помощью сальмонелл можно разработать способы лечения самых разных вирусных заболеваний.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"