Бактериите в човешкото тяло са източник на лекарства

Бактериите, които традиционно живеят в човешкото тяло и върху него, притежават генетични основи, които им позволяват да създават хиляди молекули, действащи като лекарства.

Според ново изследване на специалисти от Калифорнийския университет в Сан Франциско някои от тези молекули в бъдеще могат да станат основа за иновационни терапевтични препарати.

Учените разгледали структурата на една такава молекула. Оказало се, че тя работи като антибиотик, на който учените дали названието лактоцилин (lactocillin). Той се появява в хода на жизнената дейност на бактериите от вида Lactobacillus gasseri. Този микроорганизъм е член на микробното общество във влагалището, а лактоцилинът убива няколко вагинални бактериални патогена.

„Този пример показва, че много естествени лекарства се произвеждат от нашите собствени микробиоми, тъй като микробното общество е изключително важно за поддържане на човешкото здраве – казва водещият автор на изследването Майкъл Фишбах, доцент от катедрата по биоинженерство. – Свикнали сме да мислим, че лекарствата се разработват от фармацевтични компании и се назначават от лекари. Но сега виждаме, че много препарати със сходен потенциал се изработват от човешката микрофлора.“

Ученият също отбелязва, че около една трета от всички лекарствени препарати се получават от микроби и растения. Към тях се отнасят и антибиотиците, включително пеницилина, както и многобройни препарати, използвани при химиотерапии при онкологични заболявания и за снижаване на нивото на холестерина.

Преди медиците и изследователите, докато ги търсели, ровели из дълбините на океаните и сондирали екзотични почви по цял свят, а сега се заели с човешкото тяло.

Съществуват стотици бактерии, които живеят във всеки от нас, и хиляди различни щамове сред тях. Всички ние се сблъскваме в домовете си с различни видове микроорганизми, като на различни участъци от тялото се срещат различни микроорганизми.

В хода на множество изследвания от последните години (включително в рамките на проекта Human Microbiome Project) учените са се съсредоточили на екосистемите, състоящи се от множество видове микроорганизми, които може да се открият в нашия стомах, върху кожата, в носната кухина, в устата и влагалището.

Те са започнали да идентифицират микробиомите, в които видовото разнообразие и изобилие се отличават от нормалните стойности в съотношения, свързани с рискове от заболяване. Но идентификацията на молекули, регулиращи взаимодействието между микробите и техните човешки приемници, дълго време оставаше неразвита сфера от науката. Едва малцина от тях са били установени и изучени.

С помощта на нов софтуер и обширна генетична база данни, разработена въз основата на анализ на бактериални човешки образци, лабораторията на екипа под ръководството на Фишбах е установила купове от бактериални гени, които се включват по определен начин, регулирайки изработката на биологично активни молекули.

Изследователската група използвала специално разработения математически алгоритъм ClusterFinder, способен да прави изводи от нови данни въз основа на вече известна информация.

Компютърната програма вече разполага с информация за отношенията между гените на почвените и морските видове бактерии и молекули, произвеждани от тези бактерии. Така екипът на Фишбах е провел системен анализ на генома на микробиомните видове и данните за активността на гените от човешки образци.

Това помогнало да се установят 3118 различни клъстера бактериални гени, чиито притежатели се намират в различни части на човешкото тяло. Клъстерите гени кодират определени фрагменти, които служат като молекулярни заводи за производството на конкретни „лекарства“.

Но засега сведенията не са достатъчно подробни, за да стане ясно с точност кои бактерии какви молекули произвеждат. За няколко години учените планират подробно да изучат всички аспекти на взаимодействието на човешкия организъм и микробиома. Възможно е изработваните от човешкото тяло лекарствени вещества някой ден да станат основа за терапевтичното лечение на бъдещето.

Статията на Фишбах и колегите му е публикувана в сп. Cell.