Энзибиотики

Энзибиотики – экспериментальный антибактериальный препарат. ^[1] Этот термин происходит от комбинации слов « фермент » и « антибиотики ». Ферменты широко используются из-за их антибактериальных и противомикробных свойств. ^[2] Протеолитические ферменты, называемые эндолизинами, продемонстрировали особую эффективность в борьбе с рядом бактерий и являются основой для ферментативных исследований. ^[3] Эндолизины происходят из бактериофагов и высокоэффективны при лизисе бактериальных клеток. ^[1]^[3] Энзибиотики исследуются главным образом для решения проблемы устойчивости к антибиотикам , которая привела к распространению устойчивых к лекарствам патогенов, представляющих большой риск для здоровья животных и человека во всем мире. ^[3]

Классификация

Механизм

Эндолизины — это специализированные ферменты, полученные из бактериофагов, вирусов , которые заражают бактериальные клетки с целью размножения внутри них. Поскольку фаги эволюционировали совместно со своими бактериальными хозяевами, эндолизиновая система очень эффективно разрушает клеточные стенки бактерий . ^[3] Фаги высвобождают эндолизины изнутри бактериальных клеток-хозяев, которые расщепляют пептидогликановые связи клеточной стенки бактерий. ^[4] После лизиса клетки бактериофаг способен высвободить вирионы-потомки в окружающую среду, которые, в свою очередь, заражают большее количество бактериальных клеток. ^[5] Помимо разрушения стенок бактериальных клеток изнутри, эндолизины эффективны при наружном применении и могут лизировать грамположительные бактерии , у которых отсутствует внешняя клеточная мембрана . ^[6] Энзибиотики используют эндолизины для борьбы с патогенами , используя их способность проникать в определенные бактериальные клетки, их нетоксичность по отношению к эукариотическим клеткам и снижение риска устойчивости патогенов, поскольку они нацелены на высококонсервативные пептидогликановые связи. ^[4] Высокая скорость уничтожения бактерий также наблюдалась при введении эндолизинов благодаря ферментативному механизму, поскольку они обладают синергическим действием между различными эндолизинами и в сочетании с антибиотиками, улучшая результаты лечения бактериальных инфекций. ^[3]

Исследовать

В одном из самых ранних исследований эндолизинов в качестве антибактериальной терапии оральные стрептококковые инфекции у мышей были полностью уничтожены после лечения эндолизином бактериофага. ^[1] Последующие исследования показали, что эндолизины стрептококковых фагов ƛSA2 и B30, а также эндолизины LysK, CHAPK и сконструированный лизин LysKΔамидаза значительно снижают активность нескольких видов Streptococcus, ответственных за мастит крупного рогатого скота , широко распространенную и дорогостоящую проблему в молочной промышленности. ^[5] Эндолизины, в том числе LYSDERM-S, полученные из стафилококка фага 812 ( Kayvirus ), были эффективны в уничтожении устойчивых к лекарственным средствам штаммов Staphylococcus aureus , патогена, вызывающего хронические раневые инфекции MRSA . ^[4]^[7] Эндолизины бактериофагов успешно предотвращают неонатальные инфекции, вызванные устойчивым к пенициллину Streptococcus agalactiae , возбудителем, который является основной причиной сепсиса , менингита и пневмонии у новорожденных. ^[2]^[8] Другие исследования продемонстрировали эффективность эндолизинов в борьбе с инфекцией, вызванной различными видами Bacillus , Enterococcus и Streptococcus, а также в предотвращении биопленок образования Escherichia coli и Listeria monocytogenes . ^[2]

История

Устойчивость к антибиотикам

По состоянию на июль 2020 года Всемирная организация здравоохранения считает устойчивость к антибиотикам «одной из самых больших угроз глобальному здоровью, продовольственной безопасности и развитию сегодня». ^[9] Процессы, благодаря которым патогены становятся устойчивыми к лекарствам, различаются, но несколько типов злоупотребления антибиотиками , включая самолечение и чрезмерное назначение антибиотиков пожилым людям, были вовлечены в распространенность устойчивых к лекарствам Streptococcus pneumoniae (PRSP) и Staphylococcus aureus . MRSA) и другие грамотрицательные бактерии . ^[2]^[10] Когда-то легко поддающиеся лечению состояния, такие как инфекции мочевыводящих путей, становится все труднее лечить, поскольку вызывающие инфекцию бактерии выработали устойчивость к множеству лекарств. ^[10] Растущее число патогенов, устойчивых к антибиотикам, привело к необходимости исследований в области инновационных противомикробных методов лечения. ^[9]^[11]

См. также

Фаготерапия

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Нельсон Д., Лумис Л., Фишетти В.А. (март 2001 г.). «Профилактика и устранение колонизации верхних дыхательных путей мышей стрептококками группы А с помощью литического фермента бактериофага» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (7): 4107–12. Бибкод : 2001PNAS...98.4107N . дои : 10.1073/pnas.061038398 . ПМК 31187 . ПМИД 11259652 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Таллинджер Б., Прасетио Э.Н., Ньянхонго Г.С., Гебитц Г.М. (январь 2013 г.). «Противомикробные ферменты: новая стратегия борьбы с микробами и микробными биопленками». Биотехнологический журнал . 8 (1): 97–109. дои : 10.1002/biot.201200313 . ПМИД 23281326 . S2CID 5209651 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Дамс Д., Брайерс Ю. (2019). «Энзибиотики: антибактериальные препараты на основе ферментов как терапевтические средства». Терапевтические ферменты: функции и клиническое значение . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 1148. Сингапур: Springer Singapore. стр. 233–253. дои : 10.1007/978-981-13-7709-9_11 . ISBN 978-981-13-7708-2 . ПМИД 31482502 . S2CID 201832287 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Рериг С., Хьюмер М., Лорже Д., Лютербахер С., Фотаворн П., Шефер С. и др. (апрель 2020 г.). «Нацеливание на скрытые патогены: проникающие в клетки ферменты уничтожают внутриклеточный устойчивый к лекарствам золотистый стафилококк» . мБио . 11 (2). дои : 10.1128/mbio.00209-20 . ПМЦ 7157818 . ПМИД 32291298 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ангелопулу А., Варда А.К., Хилл С., Росс Р.П. (2 ноября 2019 г.). «Безантибиотические микробные растворы для лечения мастита крупного рогатого скота - живые биопрепараты, бактериофаги и фаговые лизины». Критические обзоры по микробиологии . 45 (5–6): 564–580. дои : 10.1080/1040841X.2019.1648381 . ПМИД 31403343 . S2CID 199538710 .
^ Шмельчер М., Пауэлл А.М., Кэмп М.Дж., Пол К.С., Донован Д.М. (октябрь 2015 г.). «Синергические эндолизины стрептококкового фага λSA2 и B30 убивают стрептококки в коровьем молоке и на мышиной модели мастита» . Прикладная микробиология и биотехнология . 99 (20): 8475–86. дои : 10.1007/s00253-015-6579-0 . ПМЦ 4573782 . ПМИД 25895090 .
^ Вацек Л., Кобзова Ш., Чмелик Р., Пантучек Р., Янда Л. (август 2020 г.). «Энзибиотики LYSSTAPH-S и LYSDERM-S как потенциальные терапевтические средства при хронических раневых инфекциях, вызванных MRSA» . Антибиотики . 9 (8): 519. doi : 10.3390/antibiotics9080519 . ПМЦ 7459665 . ПМИД 32824115 .
^ Маллани Д.М. (1 ноября 2001 г.). «Стрептококковые инфекции группы В у новорожденных». Журнал акушерства, гинекологии и ухода за новорожденными . 30 (6): 649–58. дои : 10.1111/j.1552-6909.2001.tb00012.x . ПМИД 11724201 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Антибиотикорезистентность» . www.who.int . Проверено 4 мая 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Ёсикава Т.Т. (июль 2002 г.). «Устойчивость к противомикробным препаратам и старение: начало конца эры антибиотиков?». Журнал Американского гериатрического общества . 50 (7 Доп.): С226-9. дои : 10.1046/j.1532-5415.50.7s.2.x . ПМИД 12121517 . S2CID 22495727 .
^ Центр по контролю и профилактике заболеваний (06.11.2020). «Что делает CDC: Инициатива по решению проблемы устойчивости к антибиотикам (AR)» . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 4 мая 2021 г.

[:02-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Нельсон Д., Лумис Л., Фишетти В.А. (март 2001 г.). «Профилактика и устранение колонизации верхних дыхательных путей мышей стрептококками группы А с помощью литического фермента бактериофага» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (7): 4107–12. Бибкод : 2001PNAS...98.4107N . дои : 10.1073/pnas.061038398 . ПМК 31187 . ПМИД 11259652 .

[:23-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Таллинджер Б., Прасетио Э.Н., Ньянхонго Г.С., Гебитц Г.М. (январь 2013 г.). «Противомикробные ферменты: новая стратегия борьбы с микробами и микробными биопленками». Биотехнологический журнал . 8 (1): 97–109. дои : 10.1002/biot.201200313 . ПМИД 23281326 . S2CID 5209651 .

[:12-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Дамс Д., Брайерс Ю. (2019). «Энзибиотики: антибактериальные препараты на основе ферментов как терапевтические средства». Терапевтические ферменты: функции и клиническое значение . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 1148. Сингапур: Springer Singapore. стр. 233–253. дои : 10.1007/978-981-13-7709-9_11 . ISBN 978-981-13-7708-2 . ПМИД 31482502 . S2CID 201832287 .

[:32-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Рериг С., Хьюмер М., Лорже Д., Лютербахер С., Фотаворн П., Шефер С. и др. (апрель 2020 г.). «Нацеливание на скрытые патогены: проникающие в клетки ферменты уничтожают внутриклеточный устойчивый к лекарствам золотистый стафилококк» . мБио . 11 (2). дои : 10.1128/mbio.00209-20 . ПМЦ 7157818 . ПМИД 32291298 .

[:42-5] Перейти обратно: ^а ^б Ангелопулу А., Варда А.К., Хилл С., Росс Р.П. (2 ноября 2019 г.). «Безантибиотические микробные растворы для лечения мастита крупного рогатого скота - живые биопрепараты, бактериофаги и фаговые лизины». Критические обзоры по микробиологии . 45 (5–6): 564–580. дои : 10.1080/1040841X.2019.1648381 . ПМИД 31403343 . S2CID 199538710 .

[6] Шмельчер М., Пауэлл А.М., Кэмп М.Дж., Пол К.С., Донован Д.М. (октябрь 2015 г.). «Синергические эндолизины стрептококкового фага λSA2 и B30 убивают стрептококки в коровьем молоке и на мышиной модели мастита» . Прикладная микробиология и биотехнология . 99 (20): 8475–86. дои : 10.1007/s00253-015-6579-0 . ПМЦ 4573782 . ПМИД 25895090 .

[7] Вацек Л., Кобзова Ш., Чмелик Р., Пантучек Р., Янда Л. (август 2020 г.). «Энзибиотики LYSSTAPH-S и LYSDERM-S как потенциальные терапевтические средства при хронических раневых инфекциях, вызванных MRSA» . Антибиотики . 9 (8): 519. doi : 10.3390/antibiotics9080519 . ПМЦ 7459665 . ПМИД 32824115 .

[8] Маллани Д.М. (1 ноября 2001 г.). «Стрептококковые инфекции группы В у новорожденных». Журнал акушерства, гинекологии и ухода за новорожденными . 30 (6): 649–58. дои : 10.1111/j.1552-6909.2001.tb00012.x . ПМИД 11724201 .

[:5-9] Перейти обратно: ^а ^б «Антибиотикорезистентность» . www.who.int . Проверено 4 мая 2021 г.

[:6-10] Перейти обратно: ^а ^б Ёсикава Т.Т. (июль 2002 г.). «Устойчивость к противомикробным препаратам и старение: начало конца эры антибиотиков?». Журнал Американского гериатрического общества . 50 (7 Доп.): С226-9. дои : 10.1046/j.1532-5415.50.7s.2.x . ПМИД 12121517 . S2CID 22495727 .

[11] Центр по контролю и профилактике заболеваний (06.11.2020). «Что делает CDC: Инициатива по решению проблемы устойчивости к антибиотикам (AR)» . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 4 мая 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]