Исследователи Института фундаментальной медицины и биологии КФУ получили данные об уникальном свойстве растительного фермента фицина, выделяемого из латекса некоторых видов фигового дерева (инжир) и способного, по утверждению ученых, разрушать стафилококовые биопленки, которые образуются на поверхностях ран и замедляют их заживление.

Научная работа была проведена в лаборатории Молекулярная генетика микроорганизмов  ИФМиБ КФУ под руководством с.н.с. Айрата Каюмова и при поддержке гранта РНФ и проекта «5-100». Результаты исследований опубликованы в журнале Scientific Reports.

Казанские ученые совместно с исследователями Воронежского государственного университета использовали фермент фицин при обработке биопленки, образованной клетками стафилококка, которая является одним из основных препятствий в заживлении ран, замедляя проникновение антибиотиков.

По утверждению Айрата Каюмова, в настоящее время для ранозаживления используются такие протеолитические ферменты, как трипсин, химотрипсин, коллагеназа – они очищают раны от некротических масс, от фибриновых сгустков, которые мешают обрастанию раны.  

«Если раны обрабатывать ферментом, протеазой, то заживление идет быстрее. Совместно с коллегами из Воронежского университета мы решили попробовать в своей работе фермент фицин, который сегодня еще мало исследован и не распространен, - комментирует ученый. -  Однако надо сказать, что его близкий аналог – фермент папаин, выделенный из папайи, за рубежом уже начали внедрять. Мы же применили фицин против биопленки, и оказалось, что он действительно замечательно работает. Более того, он показал лучшие результаты в сравнении с трипсином. Сложность в том, что в биопленках бактерии погружены в матрикс как в желе, и антибиотики не имеют возможности туда проникнуть. В этом случае для того, чтобы антибиотик начал действовать, его дозировку необходимо многократно повышать, иногда приблизительно в тысячу раз. Но если матрикс будет разрушен, резонно ожидать, что эффективность антибиотика повысится».

Конфокальная микроскопия. До и после обработки биопленки фицином

Эффективность применения антибиотиков (циклопрофсакцин) до и после обработки пленки фицином

По словам исследователя, в настоящее время лаборатория рассматривает использование в экспериментах еще ряда ферментов, потенциально воздействующих на биопленки других бактерий. Дело в том, что действие фицина на стафилококковую биопленку объясняется наличием в ее составе большого количества белков, но в случае биопленок бацилл, псевдомонады и кишечной палочки, в составе которых доминируют полисахариды, протеаза не работает.

«То есть, нужно искать что-то другое. Мы нашли один фермент, действие которого сейчас проверяем», - отмечает Айрат Каюмов.

В НИЛ Генетика микроорганизмов ИФМиБ КФУ

Важно заметить, что большим преимуществом растительного фермента является отсутствие цитотоксичности, которая является проблемой для большинства лекарственных средств. Также растительные белки, как правило, обладают гораздо более низкой аллергенностью по сравнению с белками бактериального и животного происхождения. Однако фицин еще недостаточно исследован и не запатентован в качестве ранозаживляющего препарата. Кроме того, в перспективе, по словам ученого, может возникнуть необходимость в разработке технологии получения фермента в больших количествах.

В планах исследователей – довести работу до клинической стадии. В настоящее время действие фицина проверяется на модели повреждения кожи у крыс.