Исследователи из Кузбасса разрабатывают альтернативу антибиотикам для животных. Решить проблему резистентности помогут растительные экстракты (на основе шалфея, чайного дерева, коры дуба), которые содержат антибактериальные вещества, разрушающие биопленки микробов.
Всевозможные инфекции сопровождают животных на протяжении всей жизни. Дифтерия, столбняк, ботулизм, менингит, сальмонелла и множество других заразных болезней ежегодно становятся причиной тысяч смертей, несмотря на широкое применение антибиотиков.
Прорыв в исследовании микроорганизмов, сделанный учеными в начале прошлого века, казался окончательной победой над бактериальными инфекциями. Однако с тех пор прошло почти сто лет, и сегодня мы всё чаще сталкиваемся с последствиями бесконтрольного использования антимикробных препаратов. Выяснилось, что при попадании в организм антибиотик может привести к необратимым последствиям для всего микробиома. К настоящему времени антибиотики превратились из панацеи в серьезную проблему для всей медицины, фармакологии и сельского хозяйства.
Чайное дерево
Как оказалось, микробные клетки включились в эволюционный процесс и смогли выработать механизмы устойчивости к антибиотикам. Микроорганизмы формируют патологические биопленки — щиты, ограждающие клетки от воздействия антимикробных препаратов и в результате возбуждающие инфекцию. Биопленка — это бактериальная колония, где существуют и размножаются микробы. Вырабатываемые здесь в большом количестве питательные вещества (нуклеиновые кислоты, полисахариды и белки) обеспечивают устойчивость к иммунной системе человека или животного, а также к антибактериальным препаратам. За счет этого биопленки быстро отвергают проникновение антибиотиков и регулируют отток лекарств, сохраняя свою целостность.
«Образование биопленок для бактерий играет роль освоения новых ниш для обитания, — объяснила доцент Кузбасской государственной сельскохозяйственной академии (участник НОЦ «Кузбасс») кандидат ветеринарных наук Анастасия Сергеевна Метлева. — Бактерии, вызывающие воспаления, защищены в биопленках, что позволяет им выделять эндо- и экзотоксины, которые вырабатывают воспалительный процесс. Это доказывает, что развитие микробных биопленок в организме животного приводит к сложности лечения лекарственными препаратами».
Микробиологи продолжают искать эффективные методы профилактики и лечения острых инфекций, которые станут альтернативой антибактериальным препаратам, выпускаемым в огромных количествах, но не справляющимся с болезнями. Ученые из Кузбасской ГСХА в качестве такой альтернативы предложили использовать растительные антибактериальные компоненты — ингибиторы биопленок. За счет своих фитохимических соединений ингибиторы не снижают качество обменных процессов в организме животного, как это бывает при терапии на основе антибиотиков. Растительные экстракты коры дуба, шалфея, чайного дерева, тысячелистника содержат вещества, которые препятствуют оседанию микробов на слизистых оболочках, не дают им размножаться и выделять токсины, вызывающие инфекцию. Даже в минимальных ингибирующих концентрациях они обладают высокой антибактериальной активностью.
Шалфей
«Сейчас мы подбираем оптимальную методологию исследования строения биопленки, чтобы в лабораторных условиях создать ее in vitro и изучить механизм разрушения микробной биопленки, — рассказала Анастасия Метлева. — Также проводится тестирование растительных компонентов. Мы посмотрим, насколько комбинация экстрактов будет конкурентоспособна по сравнению с антибиотиками. Речь идет о профилактике или о недопущении запущенных случаев болезни. Конечно, пневмонию не удастся вылечить растительными компонентами. Но, например, при начальной стадии ринита у телят мы вполне можем обработать носовую полость и путем легкой санации предотвратить заболевание».
Растительные лекарственные препараты уже широко используются в медицине и животноводстве. Сегодня известно около 20 активных компонентов растений, обычно ими являются вторичные метаболиты (терпеноиды), фенолы, гликозиды, алкалоиды (спирт, сложные эфиры), концентрированное соединение которых способно разрушать слизисто-микробный скелет биопленок. В настоящее время кузбасские ученые тестируют различные композиции растительных экстрактов (полынь, лимон, чеснок, водяную лилию и различные эфирные масла), проверяя их эффективность на основных возбудителях болезней. На основании исследований будут созданы препараты для лечения бактериальных инфекций у животных, обходя проблему антибиотикорезистентности. Разумеется, полученные лекарства помогут лишь на ранних стадиях болезней через орошение носовой полости или введение суппозитория. Как известно, любое заболевание лучше профилактировать, чем лечить
Глеб Сегеда
Фото из открытых источников
