Появление организмов с множественной лекарственной устойчивостью (MDRO) представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения.
За последние несколько десятилетий были предприняты значительные усилия по изучению новых молекул против антибиотикорезистентных микроорганизмов. Однако лишь небольшое количество новых классов антибиотиков стали коммерчески доступными, и лишь немногие из них в настоящее время проходят клинические испытания на людях. В этом контексте природные источники играют важную роль в области поиска новых антимикробных препаратов благодаря наличию соединений, способных вмешиваться в биологические функции различных микроорганизмов. Природные источники антимикробных молекул включают растения, микроорганизмы, эфирные масла и насекомых, и именно на этих молекулах природного происхождения сосредоточены научные исследования. Ниже приводится обзор нескольких подобных работ.
Виды Allium традиционно используются в качестве лекарственных растений благодаря своей противомикробной активности. Chen et al. исследовали антимикробное действие экстрактов корней, листьев и побегов китайского мангольда, популярного в Азии продукта питания. В частности, действие этих экстрактов оценивалось против различных видов бактерий и грибов, включая Pectobacterium carotovorum, Pseudomonas syringae, Fusarium proliferatum и Alternaria brassicicola. Экстракт цельного побега показал более высокую активность. 2-амино-5-метилбензойная кислота представляла собой основное активное соединение, идентифицированное с помощью ВЭЖХ и ГХ-МС анализа. Кроме того, авторы изучили механизм действия экстракта плодов китайского мангольда, показав, что он разрушает клеточную стенку бактерий.
Экстракты Cannabis sativa, традиционно используемые в различных медицинских целях благодаря наличию каннабиноидов и терпенов, по-видимому, демонстрируют антимикробную и противогрибковую активность. Skala et al. провели три экстракции с использованием трех различных растворителей [этанол (EtOH), бутан (BUT) и диметиловый эфир (DME)], исследуя их влияние на химический профиль экстрактов C. sativa. Хотя экстракт EtOH содержал меньше каннабиноидов и терпенов по сравнению с BUT и DME, все экстракты проявили антимикробную активность против восемнадцати из девятнадцати протестированных микроорганизмов. Однако из-за меньшего содержания каннабиноидов и терпенов экстракт EtOH показал более низкий антимикробный эффект. В данном исследовании использовались бактерии и дерматофиты, вызывающие различные кожные заболевания. Полученные результаты показали, что натуральные экстракты, традиционно используемые для лечения ряда заболеваний, представляют собой достойную альтернативу широко применяемым антибиотикам для лечения кожных инфекций.
Lan et al. изучали антимикробную и антибиофильную активность природной молекулы дисаспидина ВВ против одиннадцати клинически резистентных штаммов Staphylococcus epidermidis, вызывающих кожные инфекции. Интересно, что дисаспидин ВВ подавлял рост бактерий в дозозависимой манере. Кроме того, дисаспидин ВВ оказывал разрушающее действие на биопленки S. epidermidis на стадиях адгезии, агрегации и созревания.
Для изучения механизма действия дисаспидина ВВ на биопленку S. epidermidis было измерено влияние природного соединения на основные компоненты матрикса биопленки (полисахариды, белки и эДНК). Авторы наблюдали значительное снижение полисахаридов, белков и эДНК после воздействия дисаспидина ВВ. В частности, дальнейшее молекулярное исследование показало, что дисаспидин ВВ ингибировал образование биопленок, влияя на уровни экспрессии ключевых генов (aap, atlE, icaA, luxS, recA) в образовании биопленок S. epidermidis. Это исследование способствует добавлению возможной альтернативной молекулы к существующим антибиотикам против резистентных бактерий.
В работе Buakaew et al. эффект β-цитронеллола, идентифицированного в Citrus hystrix. Было оценено действие β-цитронеллола, выявленного в листьях Citrus hystrix против Candida albicans. Противогрибковая активность β-цитронеллола широко известна, но мало что известно о механизме его действия. Используя протеомный подход, авторы идентифицировали три группы белков C. albicans, регулируемых β-цитронеллолом. В частности, экспрессия белков клеточной стенки, ферментов клеточного стрессового ответа и белков, связанных с синтезом АТФ, изменялась после обработки β-цитронеллолом, что препятствовало росту и образованию биопленок C. albicans.
Открытие новых противомикробных препаратов, которые можно использовать отдельно или в синергии с традиционными антибиотиками, имеет огромное значение для лечения патологий, вызванных резистентными микроорганизмами. Будучи способными воздействовать на резистентные бактерии, эти природные антимикробные препараты могли бы способствовать снижению риска осложнений и смертности, связанных с такими инфекциями, а также значительному сокращению расходов на лечение и медицинское обслуживание.
