Как известно, микробы бывают вредными и полезными. Существует три архетипа микробов: симбионты, комменсальные микробы и паразиты. К первому и второму архетипу большей частью принадлежат полезные для организма микробы, паразиты же вредны для человека. Распространенные методы борьбы с микробами показывают очень хорошие результаты, но имеют один большой недостаток: в результате их применения уничтожаются как вредные, так и полезные микробы. В идеале, конечно, нам хотелось бы избавиться от первых и сохранить вторых, и ученые работают в этом направлении. Один из предметов исследований — пептиды, обладающие противомикробным действием.
Противомикробные пептиды (ПМП, англ. antimicrobial peptides) — короткие пептиды, состоящие из 12-50 аминокислот, синтезированных на рибосомах. Впервые такие пептиды были обнаружены на коже лягушек, в лимфе насекомых и нейтрофилах человека. ПМП обладают широким спектром действия и способны бороться с бактериями, вирусами, грибком и эукариотическими паразитами. Противомикробные пептиды несут положительный заряд (их также называют катионными пептидами), что обуславливает механизм их действия: они способны разрушать микробные мембраны, богатые фосфолипидами с отрицательным зарядом, равно как и влиять на нуклеиновые кислоты, синтез белка и образование клеточных стенок. Среди других полезных свойств ПМП — способность к синергии с другими противомикробными веществами, стабильность в широком спектре pH, способность положительно влиять на процесс заживления ран, стимулирование ангиогенеза. ПМП также участвуют в ряде других функций иммунной системы, включая привлечение дендритных клеток и мастоцитов, что особенно полезно в контексте борьбы с инфекциями и предотвращения инфицирования. В отличие от антибиотиков, противомикробные пептиды не вызывают резистентности у микробов в течение длительного периода времени.
В поисках альтернативы антибиотикам, ученые занимаются ПМП уже около 30 лет. Широкий спектр действия и способность выборочно работать в заданных пептидных регионах различных организмов привели к разработке программируемых противомикробных пептидов (ППМП, англ. specifically targeted antimicrobial peptides, STAMP), обладающих выборочным действием. ППМП могут быть нацелены только на патогенные микробы, что исключает вредное воздействие на микробы полезные. Среди возможных «целей» — бактерии gram+ и gram-, грибки, некоторые обернутые вирусы и патогены, известные своей резистентностью к антибиотикам. Преимуществом ППМП также является их небольшая длина, что позволяет значительно снизить затраты на синтезирование в сравнении с производством синтетических версий противомикробных пептидов, встречающихся в природе. Более того, существует возможность создания ППМП с несколькими головками на аминокислоте, что делает затраты еще меньше, одновременно увеличивая потенциал.
G10KHc — высокоэффективный прототип ППМП, показывающий выборочную активность в отношении бактерий Pseudomonas и способность убивать их в течение длительного периода времени. Ученые также разрабатывают ППМП для борьбы со стрептококками, вызывающими кариес. Противомикробные пептиды C16G2 показали способность уничтожения стрептококков менее, чем за 1 минуту (в планктонное форма и слюнной пленке). Более того, пленка, в которой отсутствовали стрептококки, задерживает развитие кариеса, препятствует развитию колоний стрептококковых мутанов, защищает местную микрофлору. Отсутствие кариогенных бактерий также обеспечивает защиту эмали и способствует ускорению реминерализации.
C16G2 — лишь одна из молекул ППМП, которые показали способность к борьбе с микробами. Веньян Ши (Wenyuan Shi), исследователь ППМП, считает, что такие пептиды способны избавить человечество от кариеса в ближайшие несколько десятков лет.
На основе материала The effect of peptides on the oral cavity
