Неизвестный ранее механизм гладиолина может помочь в борьбе с устойчивыми грибковыми инфекциями

Учёные обнаружили, что малоизвестный бактериальный антибиотик гладиолин способен подавлять опасные свойства грибка Candida albicans, вызывающего тяжёлые и потенциально смертельные инфекции. В лабораторных экспериментах вещество заставляло грибок переходить из инвазивной нитевидной формы обратно в менее опасную дрожжевую.

Открытие может оказаться важным на фоне распространения устойчивых к лекарствам грибковых инфекций. По оценкам исследователей, грибковые заболевания ежегодно становятся причиной смерти около двух миллионов человек во всём мире, при этом возможности их лечения остаются ограниченными.

Современная медицина во многом зависит от способности предотвращать и лечить такие инфекции. Особенно уязвимыми остаются пациенты после операций, лечения рака, трансплантации органов и находящиеся в отделениях интенсивной терапии. Вакцин против грибковых инфекций пока не существует, а некоторые доступные противогрибковые препараты могут вызывать серьёзные токсические эффекты.

Candida albicans обычно является безвредным дрожжевым грибком и присутствует на поверхности и внутри человеческого организма, не вызывая никаких симптомов. Однако при определённых условиях он может становиться патогенным.

Инфекция чаще всего развивается у тяжело больных людей, пациентов с ослабленной иммунной системой, а также после серьёзных хирургических вмешательств или при использовании инвазивных медицинских устройств.

Особую опасность представляет способность C. albicans менять форму. В обычном состоянии грибок существует в виде округлых дрожжевых клеток, однако может превращаться в нитевидную форму — гифы. Такая форма позволяет ему проникать в ткани организма и выделять токсин кандидализин, повреждающий клетки.

Если грибок попадает в кровоток, развивается кандидемия — опасное для жизни состояние. Одновременно всё большую проблему представляет устойчивость грибковых инфекций к существующим противогрибковым препаратам.

Исследователи из Университета Монаша в Австралии обнаружили, что антибиотик гладиолин способен ускорять обратный переход C. albicans из инвазивной нитевидной формы в дрожжевую. Пока этот эффект был показан только в лабораторных экспериментах.

Гладиолин был впервые обнаружен в 2017 году. Его вырабатывает бактерия Burkholderia gladioli, которая, как и Candida, в редких случаях может вызывать осложнения у пациентов в больницах.

Бактерии и грибы часто конкурируют друг с другом за одни и те же ресурсы, поэтому вещества, которые один микроорганизм использует против другого, могут стать источником новых лекарств. Однако использовать саму B. gladioli для борьбы с грибком невозможно, поскольку эта бактерия также способна представлять опасность для человека.

Учёные выделили гладиолин из бактерий, выращенных в лаборатории. Исходный штамм B. gladioli ранее был получен из лёгких пациента с муковисцидозом.

Ранее гладиолин уже показал активность против бактерий, вызывающих туберкулёз. Кроме того, исследование 2024 года показало, что он способен усиливать действие мощного противогрибкового препарата амфотерицина B.

В новой работе учёные выяснили механизм воздействия гладиолина на C. albicans. Вещество усиливало активность двух ключевых белков — Tye7 и Gal4, из-за чего метаболизм глюкозы у грибка значительно ускорялся.

После быстрого расходования запасов глюкозы C. albicans переходил обратно в менее инвазивную дрожжевую форму. При одновременном применении гладиолина и амфотерицина B исследователи также обнаружили синергетический эффект.

Комбинация двух веществ подавляла биоплёнки C. albicans сильнее, чем каждый препарат по отдельности. Такие биоплёнки могут образовываться на медицинских устройствах и представляют особую проблему из-за повышенной устойчивости к лечению.

По мнению исследователей, гладиолин в будущем может помочь существующим препаратам уничтожать опасные грибковые патогены, включая устойчивые к лекарствам биоплёнки. Это также потенциально позволит использовать более низкие и менее токсичные дозы противогрибковых средств.

Однако пока неизвестно, будет ли гладиолин действовать таким же образом в организме человека. Прежде чем препарат сможет пройти клинические испытания, необходимо провести серию доклинических исследований, которые должны подтвердить его безопасность и эффективность.

Грибковые инфекции часто получают меньше внимания, чем бактериальные, однако они могут быть значительно сложнее для диагностики и лечения. Распространение устойчивых к препаратам грибков делает поиск новых подходов к терапии всё более важным, и гладиолин может стать одним из потенциальных направлений для разработки будущих противогрибковых средств.

Исследование опубликовано в журнале Current Biology.