«Індійські жаби виділяють речовину, яка може стати ліками від грипу»

Ріс. 1. Жаба Hydrophylax bahuvistara з сімейства справжніх жаб (Ranidae) у своєму природному середовищі проживання в Південній Індії. Фото: © Sanil George & Jessica Shartouny

У недавньому дослідженні міжнародна команда вчених з’ясувала, що захистити організм людини від збудників захворювань можуть не тільки його власні імунні пептиди, але і пептиди, виробляються іншими біологічними видами. Виявилося, що пептидний компонент секреторних виділень жаби Hydrophylax bahuvistara з Південної Індії — урумін — може руйнувати віруси грипу людини різних штамів. Але виявленому пептиду ще далеко до того, щоб стати комерційним противірусним препаратом і з’явитися на прилавках аптек: результати дослідження — це перший приклад його противірусної активності.

Слиз на шкірі жаб, що виділяється їх секреторними залозами, містить цілий спектр низько- і високомолекулярних сполук, завдання яких — захист земноводного від бактерій і вірусів. Останнім часом ці секреторні виділення розглядаються дослідниками як джерело речовин, здатних справлятися і з людськими інфекціями. Ці речовини називають захисними, або імунними, пептидами — це короткі ланцюжки амінокислотних залишків. Вони можуть зв’язувати токсини, що виділяються патогенними бактеріями, або перешкоджати зростанню небезпечних мікробів і вірусів, захищаючи тим самим організм свого господаря.

Вивчення і систематизація захисних пептидів живих організмів почалися порівняно недавно і, хоча ці природні сполуки є компонентом будь-якого живого організму, найбільш привабливим об’єктом для шукачів цих пептидів стали саме жаби. Справа в тому, що отримувати імунні пептиди, вироблені жабами, досить просто: досить вдарити жабу слабким електричним розрядом або піддати її впливу іншого дратівливого фактора. При цьому тварина починає виділяти свій молекулярний захист і залишається просто зібрати зразок з шкіри.

Біохіміки з Центру біотехнологій імені Раджива Ганді провінції Керала, Індія, які працювали під керівництвом фахівця з вірусів грипу Джоші Джейкоба (Joshy Jacob) з Університету Еморі в Атланті, США, виділили захисні пептиди, які виробляють жаби Hydrophylax bобahuvistara, що мешкають в Ска, що жили, в жабі hrophylні, З тридцяти двох виділених і вивчених захисних пептидів чотири продемонстрували здатність до руйнування вірусів грипу підтипів H1 роду А (див. Influenza A virus).

Такі результати можна назвати унікальними — зазвичай при скринінгу природних сполук на противірусну і протибактеріальну активність вдається знайти один-два кандидати в ліки, перебравши і випробувавши тисячі, а іноді сотні тисяч речовин, а тут же потрібну активність проявляло 12,5% виділених пептидів.

Щоправда, подальші випробування скоротили список з чотирьох пептидів до одного. Дослідження токсичності виявлених сполук in vitro показали, що три з чотирьох пептидів, що проявляють противірусну активність, крім вірусу грипу, на жаль, руйнують ще й червоні кров’яні клітини людини. Тим не менш, четвертий пептид виявився не тільки безпечним для людини, але і, як було продемонстровано в ході подальших випробувань, зміг блокувати зростання і руйнувати віруси грипу різних штамів (строго кажучи, тривідсоткова результативність при пошуку підходящої фармакологічно активної речовини в результаті перебору природних речовин — теж непогано).

Новий пептид був названий «уруміном» на честь традиційного для індійської провінції Керала, в якій водиться H. bahuvistara і в якій було зроблено відкриття, меча-поясу уруми. Ця зброя, яку традиційно виготовляли тільки в Кералі, являє собою кілька гострих смуг надзвичайно гнучкої стали довжиною до півтора метрів, прикріплених до дерев’яної рукояти. Можливо, вибір назви був продиктований тим, що майстри рукопашного бою можуть абсолютно несподівано дістати меч-пліти уруми і завдати їм смертельного невідпорного удару — точно так само, як і пептид урумін виявився смертельною зброєю проти вірусів грипу, та й поява цієї противірусної зброї виявилася несподіваною. Складається урумін з 27 амінокислотних залишків. У лабораторії він зміг нейтралізувати десятки різних штамів грипу, від «архівних» штамів 1934 року до сучасних.

Зображення, отримані за допомогою скануючого електронного мікроскопа, наочно показують, що після взаємодії з пептидом вірус грипу руйнується (рис. 2).

Ріс. 2. Отримані за допомогою трансмісійного електронного мікроскопу зображення вірусу грипу: А — до, В — після контакту з уруміном. Фото з обговорюваної статті в Immunity

Дослідження на лабораторних мишах також показали, що при введенні уруміну захворюваність на грип порівняно з контрольною групою, що обходилася без пептида, різко скорочується.

Детальний механізм, що лежить в основі противірусної активності пептида жаби, ще вивчається, але вже ясно, що урумін працює, взаємодіючи з гемагглютинином (див. Hemagglutinin) — поверхневим білком вірусу грипу, що забезпечує здатність вірусу приєднуватися до клітини-господаря (різновиди цього білка і визначають приналежність вірусу певній групі, наприклад, Н1). Найімовірніше, урумін, зв’язуючись з гемагглютинином вірусу грипу, дестабілізує вірус, після чого останній руйнується.

Більш точне вивчення механізму дії, можливо, дозволить значно спростити застосування пептида в якості противірусного засобу. Так, якщо за руйнування вірусу відповідають не всі 27 амінокислотних залишків уруміну, можна буде отримати синтетичний пептид, що імітує будову володіє противірусною активністю частини, — таке з’єднання буде отримувати простіше, ніж виділяти його з природних джерел. Втім, якщо виявиться, що для руйнування вірусу грипу потрібні всі амінокислотні залишки, а урумін покаже себе безпечним і для тварин, і для людини, її навряд чи отримуватимуть, лоскоча жаб струмом.

Джерело: David J. Holthausen, Song Hee Lee, Vineeth T. V. Kumar, Nicole M. Bouvier, Florian Krammer, Ali H. Ellebedy, Jens Wrammert, Anice C. Lowen, Sanil George, Madhavan Radhakrishna Pillai, Joshy Jacob. An Amphibian Host Defense Peptide Is Virucidal for Human H1 Hemagglutinin-Bearing Influenza Viruses // Immunity. V. 46. P. 587–595. DOI: 10.1016/j.immuni.2017.03.018.

Аркадій Курамшин