Сахар в материнском молоке убивает бактерий

О том, что материнское молоко (сложная смесь белков, жиров и сахаров) защищает младенца, в том числе и от болезнетворных бактерий, мы знали всегда. В прошлом ученые, исследуя антибактериальное свойство человеческого молока, в основном занимались белками. Последнее же междисциплинарное исследование химиков и врачей в Университете Вандербильта (Vanderbilt University) показало, что углеводы в молоке не только сами по себе имеют антибактериальные свойства, они еще и усиливают эффективность антибактериальных белков.

«Это первый пример доказанной антимикробной активности углеводов в человеческом молоке», — сказал доцент химии Стивен Таунсенд (StevenTownsend), возглавлявший исследование. «Одно из удивительных свойств этих соединений — они явно нетоксичны, в отличие от большинства антибиотиков»

Исследование презентовали 20 августа на ежегодной встрече Американского химического общества в Вашингтоне, США. Статья, посвященная этому открытию, была опубликована в журнале ACS Infectious Diseases в июне.

Это исследование, как и многие другие, было выполнено потому, что ученые сильно нервничают из-за того, что бактерии вырабатывают устойчивость к антибиотикам. Американский Центр по контролю за заболеваемостью (CDC) считает, что по этой причине умирает примерно 23 тысячи человек в год по всему миру.

«Мы попытались найти другие способы победить болезнетворных бактерий. Вдохновлял нас один опасный микроорганизм, стрептококк группы B. Мы хотели понять, вырабатывает ли беременная женщина — частый «хозяин»-переносчик этой бактерии — соединения, которые могут ослабить или убить стрептококк, важнейшую причину инфекций у новорожденных».

Ученые стали изучать сахара вместо белков, хотя это значительно трудней.

«Большую часть прошлого века биохимики утверждали, что белки важнее всего, а сахара — это нечто второстепенное. Большинство людей в это верило, хотя доказательств для этого нет. О функциях сахаров известно гораздо меньше, и будучи химиком, специалистом по гликопротеинам, я хотел бы исследовать их роль»,— объясняет Таунсенд

Для этого ученые собрали олигосахариды из человеческого молока от разных доноров. Молекулы выделили при помощи масс-спектрометрии. Затем соединения добавили в чашки петри к стрептококковым культурам и выяснили, что во-первых, некоторые олигосахариды напрямую убивают бактерий. А некоторые могут к тому же физически пробивать биопленки, которые бактерия образует для защиты (и это большая проблема для антибиотиков).

При этом разные образцы вели себя по-разному. Сахара из одного из пяти образцов уничтожили почти всю колонию стрепококков. В другом образце они были умеренно эффективны, еще в трех — почти неэффективны. В повторном исследовании было еще больше двадцати образцов, в некоторых соединения пробили биопленки и убили бактерий, в некоторых пробили биопленки, но не убили микроорганмизмы, а еще в двух — убили бактерий, не пробив биопленки.

«Наше исследование показывает, что у этих сахаров есть двойное действие. Сначала они повышают чувствительность бактерии-мишени, а потом убивают ее. Это важный шаг к тому, чтобы начать разрабатывать противомикробные препараты как раз с такими свойствами».

В еще одном исследовании, проведенном этой командой, ученые пытались воздействовать на бактерий молочными олигосахаридами и пептидами с антимикробными свойствами, добытыми из человеческой слюны. Выяснилось, что то, что сахара пробивают биопленки, увеличивает эффективность других антимикробных агентов.

Собственно, ученые и раньше думали о комбинированной стратегии для борьбы с лекарственно-устойчивыми бактериями, особенно с больничными инфекциями из списка ESKAPE – (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter). Кроме того, в поисках новых формул, ученые обращаются к самым странным источникам вдохновения для новых антибактериальных препаратов: яд варанов острова Комодо (драконов) — среди них.