Проекты

Исследование гемолитической активности антимикробных пептидов

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Биотехнологии. Молекулярная биология. Генетика» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Биотехнология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1540
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2020 года

Актуальность

В последнее время всё чаще патогенные для человека бактерии и грибы становятся нечувствительными к антибиотикам. Кроме того, многие антибиотики при применении вызывают целый ряд побочных эффектов, в том числе оказывают токсическое действие на эритроциты, вызывая их гемолиз. Поэтому поиск новых эффективных и нетоксичных антимикробных соединений является весьма актуальной задачей. Эндогенные антимикробные пептиды (АМП) растений, животных и человека являются перспективными объектами для исследований.

Цель

Сравнительное исследование гемолитической активности АМП и конвенциальных антибиотиков

Задачи

  1. Получение суспензии эритроцитов
  2. Приготовление растворов конвенциальных антибиотиков и АМП заданных концентраций
  3. Сравнительное исследование гемолитической активности АМП и конвенциальных антибиотиков
  4. Расчёт процентов гемолиза
  5. Микроскопическое исследование влияния конвенциальных антибиотиков и АМП на эритроциты

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Планшетный фотометр Multiskan EX
  • Инвертированный микроскоп СКХ41 (Olympus), оснащённый монитором и цифровой камерой С510 (Levenhuk)

Описание

В работе проведено сравнительное исследование гемолитической активности двух классических антибиотиков и ряда АМП растений и животных. Показано, что АМП животных и противогрибковый препарат амфотерицин В обладают гемолитической активностью.

 

Получение фракции эритроцитов

Самым токсичным является АМП из пчелиного яда мелиттин. Следующим по токсичности является амфотерицин В. Ареницин из морского червя и в меньшей степени тритрптицин из нейтрофилов свиньи также вызывают гемолиз эритроцитов. В качестве возможных лекарственных препаратов могут найти применение менее токсичные аналоги этих двух АМП животных.

Выявлено, что антибактериальный препарат полимиксин В не проявляет токсичные свойства. Показано, что растительные АМП, а именно – дефенсин чечевицы и липид-транспортирующий белок клубники, не вызывают гемолиз эритроцитов даже в концентрации 100 мкМ. Данные АМП с умеренной противогрибковой активностью могут найти применение в комбинации с другими антимикробными пептидами или конвенциальными антибиотиками.

 

Стадии последовательного разрушения эритроцитов в присутствии токсичных исследуемых веществ. Увеличение в 400 раз, наблюдение в капле

С помощью микроскопического анализа показано, что гемолиз эритроцитов под действием амфотерицина В и исследуемых токсичных АМП животных сопровождается нарушением проницаемости мембраны и лизисом клеток.

Результаты работы/выводы

Проведено сравнительное исследование гемолитической активности двух классических антибиотиков и ряда АМП растений и животных. Показано, что амфотерицин В и АМП животных обладают выраженной в разной степени гемолитической активностью. В то же время полимиксин В и растительные АМП нетоксичны для эритроцитов человека.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ФГБУН Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН