Учитывая огромное разнообразие флоры и экосистем в мире, растения, вероятно, представляют собой важные источники биоактивных соединений и они широко изучаются для открытия новых лекарств.
Среди их биоактивных свойств, растительные метаболиты, которые являются наиболее мощными и перспективными элементами растений, как было показано, обладают антимикробным потенциалом. Хорошо известно, что растительные экстракты действуют как антибактериальные и противогрибковые агенты, но они также являются ценным источником антивирулентных соединений с уникальным механизмом действия, направленным на патогенность или вирулентность. Кроме того, некоторые фитохимические вещества, несмотря на то, что сами по себе не являются непосредственными ингибиторами микроорганизмов, обладают антибиотической адъювантной или биоусиливающей активностью для достижения бактерицидного синергизма; более того, они служат восстановителями и стабилизаторами для эффективного синтеза металлических наночастиц на растительной основе, улучшая антибактериальные свойства этих наноматериалов.
Все эти свойства делают растения и полученные из них соединения желательной альтернативой современным антибиотикам, которые становятся все менее эффективными в лечении бактериальных инфекций из-за постоянного роста числа патогенов с множественной лекарственной резистентностью (MDR). Основной целью данного обзора было раскрытие роли растительных экстрактов и их селективных фитохимических веществ как потенциальных кандидатов в антивирулентные агенты для профилактики и лечения бактериальных инфекций.
В рамках данной тематики Wang et al. охарактеризовали общее антибактериальное действие хлорогеновой кислоты (ХК), природного фенольного соединения, содержащегося во фруктах и овощах, на клинические изоляты гипервирулентной карбапенем-резистентной K. pneumoniae (hv-CRKP). Эти штаммы, будучи резистентными к различным антибактериальным препаратам и обладая генами вирулентности различной степени, представляют собой чрезвычайную угрозу для общественного здравоохранения. Эти вирулентные изоляты имеют высокую адгезию, уровень протеаз и капсульных полисахаридов, используют тактику кворум сенсинга (QS) для активации генов резистентности, формирования биопленки и сопутствующих факторов вирулентности. ХК доказала свою эффективность в ингибировании производства внеклеточного полисахаридного матрикса, адгезии клеток и снижении факторов вирулентности путем прерывания системы QS. Таким образом, ее можно рассматривать как ценное фитохимическое вещество с антибактериальным потенциалом для снижения инфекционного процесса у отдельных бактерий с MDR.
Сегодня нет абсолютно никаких сомнений в том, что микробные клетки внутри биопленок обладают повышенной толерантностью к антибиотикам и вирулентностью, и что почти более 75% инфекций человека связаны с биопленками. Поскольку бактериальные клетки могут прилипать практически ко всем биотическим и абиотическим поверхностям, биопленки ассоциируются с различными патологическими состояниями у человека, такими как муковисцидоз, колонизацией имплантируемых медицинских устройств и образованием зубного налета при кариесе и пародонтите.
Касательно инфекций полости рта, ассоциированных с биопленками, в исследовании Idir et al. оценивались антимикробные и антибиопленочные свойства этанольных и водных экстрактов различных алжирских лекарственных растений. Среди протестированных этаноловых экстрактов Origanum vulgare показал сильную антибиопленочную активность; экстракт предотвратил образование биопленки in vitro на библиотеке изолятов зубного налета, и, что примечательно, он смог уменьшить адгезию штаммов к поверхности с гидроксиапатитовым покрытием, имитирующей ротовую нишу. Фракционирование экстракта и последующий GS-MS анализ выявили тимол как важное активное соединение, а также другие неидентифицированные фитохимические вещества, которые синергетически способствовали активности экстракта.
Среди природных молекул растительного происхождения эфирные масла (ЭМ) тысячелетиями использовались в качестве лекарственных средств благодаря широкому спектру биологической активности, такой как противомикробная, противоопухолевая, антиоксидантная, противовоспалительная и антидиабетическая. Помимо этих положительных характеристик, некоторые ЭМ имеют ограниченное применение в фармацевтической промышленности из-за ряда недостатков, включая плохую растворимость, чрезвычайную летучесть и чувствительность к воздействию света и повышенной температуры.
Нанотехнологии являются решением для сохранения терапевтической эффективности ЭМ при минимизации их физико-химических недостатков. В частности, эмульсии привлекают особое внимание, поскольку они недороги и масштабируемы. В этом контексте Ganić et al. исследовали антибиопленочный потенциал эмульсии ЭМ корицы и сравнили данные с коммерчески доступным ЭМ корицы (Cinnamomun zeylanicum L.). Авторы выбрали Acinetobacter baumanni в качестве патогена ESKAPE для своих исследований. Штаммы ESKAPE - это шесть нозокомиальных патогенов (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, K. pneumoniae, A. baumannii, Pseudomonas aeruginosa и виды Enterobacter), которые демонстрируют множественную лекарственную резистентность и высокую вирулентность. В частности, инфекции, связанные с A. baumannii, представляют собой серьезную проблему в отделениях интенсивной терапии из-за сложности их лечения вследствие образования биопленок. Эмульсия ЭМ проявила значительную активность против планктонных клеток, а также бактериальных клеток, встроенных во внеклеточный матрикс. Сильная антибиопленочная активность была также продемонстрирована против зрелой биопленки, однако при цитотоксических концентрациях, что указывает на необходимость совершенствования методики синтеза эмульсии корицы.
Резистентность к противомикробным препаратам (AMR) является глобальным многоликим феноменом, не ограничивающимся только людьми, поскольку ее воздействие также связано с заболеваниями рыб и животных. Например, Aeromonas hydrophila рассматривается как значительный фактор риска в пресноводных системах аквакультуры, который может привести к кишечным и внекишечным заболеваниям человека.
Chen et al. исследовали влияние глицирретиновой кислоты ß (GA), тритерпена олеананового типа, полученного из Glycyrrhiza glabra, на A. hydrophila, выделенную из больных рыб. Даже если этот фитохимикат не уменьшал рост бактерий, он снижал экспрессию мРНК генов, участвующих в гемолитической активности A. hydrophila. Разработка лекарственных средств, нацеленных на борьбу с вирусами, крайне необходима в войне против патогенов с MDR и в профилактике инфекций, вызываемых биопленками. Терапевтические подходы, использующие патоблокаторы и антивирулентные агенты, с меньшей вероятностью вызовут резистентность, поскольку бактерии не способны выработать резистентность к многочисленным химически сложным фитохимическим веществам, присутствующим в растительных экстрактах.
В целом, статьи, представленные в данном обзоре, являются научным доказательством потенциальной пользы соединений растительного происхождения и важности разработки новых терапевтических средств, воздействующих на ключевые факторы патогенного процесса, а не убивающих сами микроорганизмы.
