Антимикробные пептиды человека (обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Актуальность исследования антимикробных пептидов обусловлена серьезной проблемой антибиотикорезистентности, создающей тревожную перспективу огромного количества смертей и экономических потерь в будущем. В последние годы ученые все больше обращают внимание на природные субстанции, такие как антимикробные пептиды, которые не вызывают развития резистентности у бактерий и могут быть более безопасными для человеческого организма по сравнению с антибиотиками.

Цель работы – структурирование научных литературных исследований по изучению потенциала применения и получения пептидных комплексов из человеческого организма.

Материал и методы. Для информационного поиска использованы базы: PubMed, American Society for Microbiology, Research Gate, Frontiers Research Foundation, Public Library of Science, BioRxiv, Nature Communications, European Commission.

Результаты. Представлены описание, структура, история открытия и исследования антимикробных пептидов из сред организма человека. Описаны биологические свойства данных пептидов. Рассмотрены перспективы дальнейшего исследования их свойств и получения из них антибактериальных лекарственных препаратов нового поколения.

Выводы. Исследование антимикробных пептидов человека и разработка инновационных препаратов на их основе является перспективным направлением в современной биотехнологии. Систематизация научных данных по возможности получения и использования пептидных комплексов из организма человека представляет значимый шаг в разработке новых и эффективных антимикробных препаратов, способных преодолеть растущую угрозу антибиотикорезистентности и помочь бороться с инфекционными заболеваниями.

Об авторах

А. Г. Волков

Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера; Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: 89991266866@mail.ru

к.м.н., ст. преподаватель, кафедра фармакологии; доцент кафедры охраны окружающей среды

Россия, Пермь; Пермь

Список литературы

  1. Захарова О.И., Лискова Е.А., Михалева Т.В., Блохин А.А. Антибиотикорезистентность: эволюционные предпосылки, механизмы, последствия. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018; 64(3): 13–21.
  2. King D.T., Sobhanifar S., Strynadka N.C.J. One ring to rule them all: Current trends in combating bacterial resistance to the betalactams. Protein Science. 2016; 25(4): 787–803.
  3. Андрюкова Б.Г., Запорожец Т.С., Беседнова Н.Н. Перспективные стратегии поиска новых средств борьбы с инфекционными заболеваниями. Антибиотики и химиотерапия. 2018; 63(1-2): 44–45.
  4. Mills S., Ross R.P., Hill C. Bacteriocins and bacteriophage; a narrow-minded approach to food and gut microbiology. FEMS Microbiology Reviews. 2017; 41: 129–153.
  5. Кисель О.В., Габриелян Н.И., Малеев В.В. Устойчивость к антибиотикам – что можно сделать? Терапевтический архив. 2023; 95(1): 90–93.
  6. Viryasova G.V., Golenkina E.F., Hianik N., et al. Magic Peptide: Unigue Properties of the LRR11 Peptide in the Activation of Leukotriene Synthesis in Human Neutrophils. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(5): 2671.
  7. Niyonsaba F., Nagaoka I., Ogawa H., Okumura K. Multifunctional antimicrobial proteins and peptides: natural activators of immune systems. Current Pharmaceutical Design. 2009; 15(21): 2393–2413.
  8. Steinstraesser L., Kraneburg U., Jacobsen F., Al-Benna S. Host defense peptides and their antimicrobialimmunomodulatory duality. Immunobiology. 2011; 216 (3): 322–323.
  9. Иванов О. Антибактериальные пептиды как альтернативное будущее терапии бактериальных инфекций. Наука и инновации. 2018; 7: 73–78.
  10. Абатуров А.Е. Катионные антимикробные пептиды системы неспецифической защиты респираторного тракта: дефензины и кателицидины. Дефензины – молекулы, переживающие ренессанс (часть 2). Здоровье ребенка. 2011; 7: 34.
  11. Perron G.G., Zasloff M., Bell G. Experimental evolution of resistanceto an antimicrobial peptide. Proceedings: Biological Sciences. 2006; 273(1583): 251–256.
  12. Zasloff M. Antimicrobial peptides of multicellular organisms. Nature. 2002; 415(6870): 389–395.
  13. Lehrer R.I. Primate defensins. Nat.Rev.Microbiol. 2004; 2(9): 727–738.
  14. Bensch K., et al. hBD-1: a novel β-defensin from human plas-ma. FEBS Letters. 1995; 368: 331–335.
  15. Азимова В.Т., Потатуркина-Нестерова Н.И., Нестеров А.С. Эндогенные антимикробные пептиды человека. Современные проблемы науки и образования. 2015; 1: 1337.
  16. Oudhoff M.J., Bolscher J.G., Nazmi K., et al. Histatins are the major wound-closure stimulating factors in human saliva as identified in a cell culture assay. FASEB Journal. 2008; 22(11): 3805–12.
  17. Кокряков В.Н. Биология антибиотиков животного происхождения. СПб: Наука, 1999; 162.
  18. Ong P.Y., Ohtake T., Brandt C., et al. Endogenous antimicrobial peptides and skin infections in atopic dermatitis. The New England Journal of Medicine. 2002; 347: 1151–60.
  19. Овчинникова Т.В. и др. Молекулярное понимание механизма антимикробного действия бета-шпильпинового пептида ареницина: специфическая олигомеризация в мицеллах моющего средства. Биополимеры. 2008; 89(5): 455–464.
  20. Nijnik A., Hancock R. Host defence peptides: antimicrobial and immunomodulatory activity and potential applications for tackling antibiotic-resistant infections. Emerging Health Threats Journal. 2009; 2: 7.
  21. Сергеев А.Ю., Сергеев Ю.В. Факторы резистентности и иммунитет при грибковых инфекциях кожи и слизистых оболочек. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2004; 1: 6–14.
  22. Вавилова Т.П., Дергачева Н.И., Островская И.Г. Антимикробные пептиды – многофункциональная защита тканей полости рта. Российская стоматология. 2015; 8(3): 3–12.
  23. Рабинович О.Ф., Рабинович И.М., Абрамова Е.С. Изменение микробной флоры при патологии слизистой оболочки рта. Стоматология (Москва). 2011; 6: 71.
  24. Олейник Е.А., Петрова Н.П., Попов Б.А. Перспективы использования антимикробных пептидов слюны. Смоленский медицинский альманах. 2020; 3: 130–140.
  25. Жаркова М.С. и др. Антимикробные пептиды млекопитающих: классификация, биологическая роль, перспективы практического применения (обзорная статья). Вестник СПбГУ. 2014; 3(1): 98–114.
  26. Иксанова А.М. и др. Антимикробные пепетиды и белки в биожидкостях человека. Microbiology Independent Re-search Journal. 2022; 9(1): 37–55.
  27. Hancock R.E., Sahl H.G. Antimicrobial and host-defense peptides as new anti-infective therapeutic strategies. Nature Biotechnology. 2006; 24(12): 1551–1557.
  28. Otvos L. (Jr.). Immunomodulatory effects of anti-microbial peptides. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. 2016; 19: 1–21.
  29. Van Wetering S., Tjabringa S., Hiemstra P.S. Interaction between neurtophil-delided antimicrobial peptides and airway epithelial cells. Journal of Leukocyte Biology. 2005; 77: 444–450.
  30. Тихомирова Е.А., Слажнева Е.С., Атрушкевич В.Г. β-дефензины и воспалительные заболевания пародонта: систематический обзор. Пародонтология. 2020; 25(4): 276–86.
  31. Kucukkolbashi H., Kucukkolbashi S., Dursun R., Ayyıldız F., Kara H. Determination of defensing HNP-1 in human saliva of patients with oral mucosal diseases. Journal of Immunoassay and Immunochemistry. 2011; 32(4): 284–95.
  32. Davidopoulou S., Theodoridis H., Nazer K., Kessopoulou E., Menexes G., Kalfas S. Salivary concentration of the anti-microbial peptide LL-37 in patients with oral lichen planus. Journal of Oral Microbiology. 2014; 6: 1.
  33. Frew L., Makieva S., McKinlay A.T., McHugh B.J., Doust A., Norman J.E., et al. Human cathelicidin production by the cervix. PLoS One. 2014; 9(8).
  34. Lande R., Botti E., Jandus C., Dojcinovic D., Fanelli G., Conrad C., et al. The antimicrobial peptide LL37 is a T-cell auto-antigen in psoriasis. Nature Communications. 2014; 5: 5621.
  35. Пинегин Б.В., Карсонова М.И. Роль антимикробного пептида LL-37 в развитии аутоиммунного процесса. Иммунология. 2012; 5: 276–280.
  36. Шамова О.В., Жаркова М.С., Чернов А.Н. и др. Антимикробные пепетиды врожденного иммунитета как прототипы новых средств борьбы с антибиотикорезистентными бактериями. Российский журнал персонализированной медицины. 2021; 1(1): 146-1–72.
  37. Мусин Х.Г. Антимикробные пептиды – потенциальная замена традиционным антибиотикам. Инфекция и иммунитет. 2018; 8(3): 295–308.
  38. Волкова Л.В., Гришина Т.А., Волков А.Г. Низкомолекулярные катионные пептиды лейкоцитов, индуцированные различными антигенами. Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2015; 4: 35–48.
  39. De Andrea M., Ravera R., Gioia D., Gariglio M., Landolfo S. The interferon system: an overview. European journal of paediatric neurology. 2002; 6: 41‒58.
  40. Negishi H., Taniguchi T., Yanai H. The Interferon (IFN) Class of Cytokines and the IFN Regulatory Factor (IRF) Transcription Factor Family. Cold Spring Harbor perspectives in biology. 2018; 10(11).
  41. Pestka S., Krause C.D., Walter M.R. Interferons, interferon-like cytokines, and their receptors. Immunological Reviews. 2004; 202: 8‒32.
  42. Edge M.D., Camble R. Interferon synthesis by micro-organisms. Biotechnology & Genetic Engineering Reviews. 1984; 2: 215‒252.
  43. Otto B. Recombinant human interferons. Arzneimittel-forschung. 1985; 35(11): 1750‒1752.
  44. Moulton R.G., Gerner G.D. Antibacterial activity of BCG-induced, interferon-containing sera. Canadian Journal of Microbiology. 1986; 32(5): 442‒445.
  45. Kirchner H., Digel W., Storch E. Interferons and bacterial infections. Wiener klinische Wochenschrift. 1982; 60(14): 740‒742.
  46. Печеркина С.А, Малеева Л.И. Антибактериальное действие препарата интерферона, спектр действия. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1982; 10: 77‒79.
  47. Волкова Л.В. Природные α-интерферон и антибактериальный пептидный комплекс: технология получения, новые лекарственные формы, оценка эффективности: Автореф. дисс. … док. мед. наук. Пермь, 2004; 287 с.
  48. Мац А.Н. Вновь о препаратах «трансфер-фактора» как средстве специфической иммунотерапии. Медицинская Иммунология. 2001; 1(2): 328–329.
  49. Рудаков О.Б., Селеменев В.Ф., Рудакова Л.В. Низкомолекулярное разделение и концентрирование в условиях образования гетерогенных систем (обзор). Сорбционные и хроматографические процессы. 2019; 19(4): 418–433.
  50. Волкова Л.В. Острая и хроническая токсичность антибактериального пептидного комплекса. Биофармацевтический журнал. 2022; 14(1): 51–54.
  51. Волков А.Г., Волкова Л.В., Безматерных И.С. Эффективность антибактериального лейкоцитарного белково-пептидного комплекса на клинических штаммах микроорганизмов. Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2022; 4: 17–25.
  52. Волков А.Г., Волкова Л.В., Заривчацкий М.Ф. Антибактериальное действие низкомолекулярного лейкоцитарного пептидного комплекса при экспериментальном перитоните. Биофармацевтический журнал. 2021; 13(4): 39–41.
  53. Волкова Л.В., Мальгина Д.Ю. Культивирование перевиваемой клеточной линии в присутствии депротеинизированного гемодеривата. Биофармацевтический журнал. 2017; 9(5): 17–21.
  54. Волкова Л.В., Семичева А.И. Белково-пептидный комплекс, полученный из эритромассы с использованием ультразвуковых волн. Биофармацевтический журнал. 2020; 12(4): 3–8.
  55. Волкова Л.В., Гришина Т.А., Волков А.Г. Способ фракционирования лейкоцитарных белков. Патент РФ № 1737730 от 02.12.2020.
  56. Волкова Л.В., Гришина Т.А., Волков А.Г. Фракционный состав лейкоцитарного лизата и его биологические свойства. Современные проблемы науки и образования. 2019; 1: 1–7.
  57. Волкова Л.В., Гришина Т.А., Волков А.Г. Цитотоксические и токсикологические характеристики нового лейкоцитарного полипептида. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2020; 23(5): 3–8.
  58. Волкова Л.В., Волков А.Г., Хайбуллин Р.Г. Способ определения противомикробной активности пептидов. Патент РФ № 2766346 от 15.03. 2022.
  59. Jenssen H., Hamill P., Hancock R.E. Peptide antimicrobial agents. Clinical Microbiology Reviews. 2006; 19(3): 491–511.
  60. Gaspar D., Veiga A.S, Castanho M.A. From antimicrobial to anticancer peptides. A review. Frontiers in Microbiology. 2013; 4: 294.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».