Помидоры, научно называемые Solanum lycopersicum, являются очень популярными овощами во всем мире благодаря своему исключительному вкусу и широкому спектру применения в различных кулинарных традициях.
Питательный состав томатов, включая обилие полезных соединений, таких как ликопин, полифенолы и витамины, был тщательно изучен и ассоциируется с широким спектром преимуществ для здоровья. Кроме того, преимущество томатов заключается в том, что они могут произрастать в самых разных регионах с различными климатическими условиями. Согласно отчету Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН за 2021 год, Азия является ведущим мировым производителем томатов, на долю которой приходится 64,8% от общего объема мирового производства томатов. На Европу, Африку, Северную Америку и Южную Америку приходится 13,3%, 11,6%, 5,98% и 3,95% от общего объема производства томатов, соответственно.
Изучению антиоксидантных свойств различных веществ посвящено множество исследований. В то же время, в ограниченном числе исследований было отмечено, что пептиды, полученные из экстрактов семян, листьев, стеблей и кожуры, проявляют антимикробную активность против патогенов, передающихся с пищей. Антимикробные пептиды (АМП) - это соединения природного происхождения, которые также встречаются в растениях и играют важную роль в способности врожденной иммунной системы бороться с инфекциями в окружающей среде.
Было установлено, что томаты обладают АМП, которые известны своей высокой активностью и широким спектром действия. АМП - это катионные, амфипатические пептиды, которые встречаются в животных и растениях. Они проявляют быструю антимикробную активность, непосредственно воздействуя на клеточную мембрану. Амфипатичность АМП позволяет им взаимодействовать с отрицательно заряженными головными группами липидного бислоя в мембране. За этим взаимодействием следует их проникновение через клеточную стенку бактерий, что приводит к образованию пор. Эти поры в конечном итоге приводят к пермеабилизации мембраны и последующей гибели бактерий. Помимо прямых антимикробных свойств, АМП обладают способностью модулировать иммунные реакции, способствуя привлечению и активации иммунных клеток, а также стимулируя высвобождение цитокинов и хемокинов.
Глобальная распространенность различных энтеральных патогенов представляет собой существенный риск для нашего общего благосостояния. Salmonella enterica серовар Typhi (S. Typhi), возбудитель брюшного тифа, который является специфическим для человека патогеном, широко признан основной причиной смертности в результате инфекций, вызванных энтеральными патогенами. Ежегодно в мире регистрируется 21 миллион случаев брюшного тифа, что приводит к 200 000 летальных исходов. Несмотря на наличие вакцин против брюшного тифа, многие развивающиеся страны продолжают сталкиваться с существенными препятствиями в получении доступа к этим жизненно важным ресурсам. Кроме того, значительный риск представляет проблема резистентности к антибиотикам, особенно среди недоедающих детей.
В исследовании, проведенном Allen et al., было установлено, что значительная часть детей (в возрасте 6-23 месяцев), проживающих в 64 развивающихся странах, а именно 45,7%, не включают в свой рацион овощи и фрукты, что свидетельствует о распространенности недоедания среди этой категории населения. В Пакистане отмечается значительное появление и глобальное распространение широко лекарственно-устойчивых S. Typhi, особенно в последние годы. Стоит отметить, что в 2018 году около 65% детей в этой стране не потребляли достаточного количества овощей и фруктов, что является самым высоким показателем среди азиатских стран, за которыми вплотную следует Индия. Такая взаимосвязь может быть обусловлена ассоциацией между потреблением фруктов и овощей и укреплением иммунитета и антибактериальной активностью.
Учитывая, что плоды томатов чаще употребляются в пищу по сравнению с другими частями растения, в которых отмечена антимикробная активность, было бы более практичным оценить антимикробные свойства томатного сока в качестве потенциального подхода для вмешательства в образ жизни. В данном исследовании мы изучили антимикробные свойства томатного сока, наиболее широко потребляемого доступного овоща, а также антимикробных пептидов, полученных из томатов (tdAMPs), в отношении их эффективности против патогенов пищевого происхождения с акцентом на S. Typhi.
Наше исследование показало, что томатный сок демонстрирует значительные антимикробные свойства против Salmonella Typhi. С помощью вычислительного анализа последовательностей генома томата, моделирования молекулярной динамики и функционального анализа мы успешно идентифицировали два tdAMP, а именно tdAMP-1 и tdAMP-2. Эти tdAMP продемонстрировали мощные антимикробные свойства, эффективно разрушая бактериальные мембраны. Эффективность tdAMP-2 оказалась выше, чем tdAMP-1. Эффективность tdAMP-1 и tdAMP-2 была продемонстрирована в отношении лекарственно-устойчивых S. Typhi, а также гиперкапсулированных вариантов S. Typhi, обладающих гипервирулентными свойствами, которые в настоящее время циркулируют в эндемичных странах.
Томатный сок, наряду с двумя tdAMP, продемонстрировал эффективность и против уропатогенной кишечной палочки. Это подчеркивает их потенциал как эффективных агентов в борьбе с некоторыми грамотрицательными патогенами. Данное исследование дает ценную информацию для разработки эффективных и долгосрочных стратегий общественного здравоохранения, использующих томаты и их производные в качестве средств воздействия на образ жизни.
