Сегодня отмечается День российской науки, а мы продолжаем погружаться в мир исследований Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского.

Об исследовании на тему «Разработка скринингового метода оценки антибактериальной активности веществ растительного происхождения и экстрактов лекарственных растений с использованием биосенсоров на основе природных и генно-инженерных штаммов светящихся бактерий» рассказывает зав. кафедрой медицинской и фармацевтической химии Института биохимических технологий, экологии и фармации, профессор Андрей Кацев.

Исследование проводилось в рамках гранта Российского научного фонда.

В чём суть Вашего исследования?

— В основу проекта легли две концепции. Первая концепция заключается в том, что сейчас патогенные организмы приобретают устойчивость к антибиотикам. Это называется антибиотикорезистентностью, и в этом случае антибиотикотерапия становится неэффективной, что влечёт за собой необходимость поиска новых биологически активных веществ с антибактериальной активностью. Найти новые вещества, которые будут применяться при лечении заболеваний, связанных с микроорганизмами – это суперзадача современной науки. Одним из направлений этой работы является поиск биологически активных веществ в лекарственных растениях.

Вторая концепция исследования заключается в использовании биолюминесценции и биолюминесцентных микроорганизмов, которыми мы занимаемся. Это – маленькие живые светящиеся объекты, способные к биолюминесценции, свечению в видимой области. Они обитают в наших Чёрном и Азовском морях. Также, существуют рекомбинантные штаммы микроорганизмов, которые становятся светящимися за счёт генных манипуляций. Вместе они называются биолюминесцентными биосенсорами и используются в нашей работе в качестве «датчиков» – тест-объектов, при помощи которых мы искали антибактериальные вещества в различных растениях и экстрактах.

Общей задачей проекта является разработка нового подхода к поиску антибактериальных веществ при помощи биолюминесцентных микроорганизмов. И в первую очередь, работа была направлена на поиск таких микроорганизмов, установление их чувствительности, разработку методик их использования для поиска антибактериальных веществ, а также апробацию этих методик на антибактериальных веществах растительного происхождения, а далее и на экстрактах лекарственных растений. В качестве основного прибора мы использовали биолюминометр, который позволяет оценить жизнеспособность таких бактерий по интенсивности их люминесценции.

Далее мы исследовали ряд биологически активных веществ растительного происхождения, относящихся к разным классам, для которых уже известна антибактериальная активность. Работа проводилась при помощи природных и рекомбинантных люминесцентных бактерий. Полученные результаты мы сравнили с результатами их воздействия на известные патогены, оценили корреляцию и установили, что те вещества, для которых антибактериальная деятельность известна и подтверждена, оказывают влияние на биолюминесценцию бактерий. Это значит, что мы можем таким образом выявлять антибактериальную активность.

После мы собрали 20 самых распространённых лекарственных растений Крыма, получили из них экстракты, на которых провели апробацию разработанных методик по поиску и установлению антибактериального действия. Часть работы по проекту была также связана с изучением гидролатных форм лекарственных растений. По этому направлению у нас была совместная работа с Алуштинским эфиромасличным совхозом-заводом, где мы показали применимость разработанных нами методов для определения антибактериальной активности гидролатов.

Кто входит в состав команды проекта?

— Наш проект был выполнен на базе Лаборатории биохемилюминесцентных аналитических технологий (Л-БАТ), созданной по Программе развития КФУ. В работе принимали участие четыре человека, были задействованы и молодые учёные, в том числе аспиранты нашей кафедры. Мы вообще привлекаем к научной работе студентов и аспирантов. Они принимают участие в исследованиях, повышают свой уровень, развиваются и несут свои знания в будущее. Наша задача как преподавателей и учёных – продвигать результаты научной работы в практику, в учебный процесс, в практическое здравоохранение и далее.

Насколько Ваше исследование востребовано для Крыма?

— Данный проект целиком крымский. Почему? Потому что биосенсорные бактерии, которые мы использовали, крымские. Они были выделены из Чёрного и Азовского морей, идентифицированы, и на их базе была создана Крымская коллекция биолюминесцентных микроорганизмов, которая поддерживается в нашей лаборатории. Эта работа также проводилась в рамках гранта Российского научного фонда, который завершился несколько лет назад. Знания в области морских микроорганизмов, понимание биоразнообразия и экологии моря имеет большое практическое значение для Крыма и в целом для страны.

Наши научные интересы – это непатогенные светящиеся микроорганизмы морского происхождения, а также рекомбинантные биолюминесцентные бактерии. И нашей задачей всегда было найти практическое применение своим исследованиям, по этой причине нас всегда привлекала медицина, а в последние несколько лет – и фармация. Получилось так, что через открытие фармацевтического факультета и развитие фармацевтического направления мы пришли к исследованиям в области поиска антибактериальных веществ.

Как Вы пришли в науку?

— В далёком 1987 году, когда я окончил Симферопольский государственный университет, отслужил в армии и вернулся сюда, мне предложили работать в Крымском медицинском институте, в лаборатории микробиологии профессора Юрия Семеновича Кривошеина. Это, кстати, тот профессор и та лаборатория, где был создан мирамистин – действующий лекарственный препарат с антибактериальными свойствами, известный в России и за её пределами. Да, изначально он был создан в этой лаборатории Крымского медицинского института. Но меня привлекло не это, а то, что мне предложили заниматься космическими исследованиями и биолюминесценцией. И это волшебное слово «биолюминесценция» так захватило меня, что я оказался в этой лаборатории. И с тех самых пор имею к этому некоторое отношение.

И сейчас, как только берёшь в руки пипетку или включаешь прибор, одновременно включаются какие-то внутренние познавательные механизмы. И мне кажется, что с годами они не сильно меняются, а, может, даже совершенствуются.

Проект «Лидеры научных инноваций» приурочен ко Дню российской науки.

При подготовке статьи были использованы материалы: Пресс-службы КФУ