Хелен Скейлс – Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям (страница 28)
Подобные биологически активные побочные продукты характерны для растений, которые сталкиваются с той же проблемой, потому что они укореняются на месте. Танин в чае, никотин в табаке и кофеин в кофе – все это вторичные метаболиты, развившиеся для предотвращения грибковых инфекций и отпугивания прожорливых насекомых.
Тысячелетиями человечество использовало целебную силу растительных метаболитов в традиционных травяных сборах, а также во многих современных лекарствах на растительной основе, включая кодеин, морфин, аспирин и препарат от морской болезни – скополамин. И это делают не только люди. Животные тоже лечатся растениями. Например, носухи уничтожают блох и клещей, энергично растираясь о древесную кору; павианы анубисы, похоже, лечат шистосомоз (болезнь, также известная под названием бильгарция, вызываемая червями-паразитами), жуя определенные фрукты и листья.
Кораллы и губки, еще не получившие широкого распространения в качестве лекарственных препаратов, вероятно, скоро догонят растения по своему вкладу в современную фармакологию. Ведь по сравнению с наземными аналогами молекулы морских видов, как правило, более эффективны и смертоносны для опухолевых клеток и патогенов.
Натуральные морепродукты имеют более богатый состав химических веществ, чем продукты любых наземных форм жизни. Вид биологической молекулы обуславливает ее воздействие: новые виды приводят к новым эффектам. Большинство морских молекул имеют сложные структуры, которые больше нигде не встречаются. Особенно это касается видов, обитающих на глубине, которые эволюционировали, чтобы выжить при уникальном сочетании экстремальных условий: огромном давлении и низкой температуре, отсутствии света и недостатке пищи. То, как работают их организмы, в том числе построение клеток и метаболизм, сильно отличает их от иных существ. В результате обитатели морских глубин стали обладателями собственного внушительного запаса химических веществ. И в этом заложен огромный потенциал для получения принципиально новых лекарств.
На сегодняшний день большинство натуральных целебных средств, обнаруженных в море, получено из кораллов и губок, которые, как оказалось, очень распространены на глубине. Исследование, проведенное в сумеречной зоне вокруг тихоокеанского острова Гуам, показало, что 75 % найденных там кораллов и губок содержат биологически активные молекулы.
После поднятия образцов с глубины микробиологи делают экстракты и тестируют их на наличие веществ, способных остановить развитие рака или нейродегенеративных заболеваний, а также уничтожать определенные патогены, например такие, которые вызывают малярию и туберкулез. Затем к работе приступают химики, чтобы выделить необычные молекулы и понять их структуру. Поиск перспективных соединений и выяснение того, являются ли они чем-то новым, ранее не встречавшимся, – это первые шаги к принятию решения о том, какие из них попадут на лекарственный конвейер. После этого ученые будут деликатно пытаться изменить их молекулярные формулы, дабы сделать отобранные соединения более эффективными.
Помимо новых целебных веществ ученые находят в морской пучине и другие мощные биологические молекулы. В лабораториях по всему миру исследователи используют ферменты под названием полимераза, первоначально выделенные из микробов гидротермальных источников. С их помощью создают миллионы точных копий фрагментов ДНК, что является ключевым звеном во всех видах генетических тестов, начиная от дактилоскопии преступников и заканчивая определением наличия патогенов, таких как коронавирус.
Уже сейчас многие глубоководные соединения демонстрируют огромный потенциал в качестве основы для жизненно важных лекарств будущего. Гигантская губка ксестоспонгия (stospongia), добытая на глубоководной подводной горе у тихоокеанского острова Новая Каледония, содержит соединения, эффективные против вызывающих малярию паразитов, включая самого опасного – плазмодия (Plasmodium falciparum). Одна из разновидностей морских лилий, похожая на крошечный серый комочек и найденная на глубине 350 метров у карибского острова Кюрасао, содержит вещества, сдерживающие рост мультирезистентных клеток рака яичников, а также лейкозных клеток. В море Росса, у берегов Антарктиды, найдена морская асцидия рода аплидиум
И, наконец, океанские глубины предлагают множество идей для особенно востребованной группы лекарств – человечество остро нуждается в новых видах антибиотиков.
Ясным сентябрьским утром я, как всегда, отправилась к морю. Во Франции я обычно делаю это каждый день. Но на этот раз я обнаружила на пляже нечто новое. На песке, недалеко от полосы прилива, были установлены пять металлических ограждений, между которыми была натянута желто-красная лента и висела табличка с надписью: «Accès interdit pour raisons sanitaires
За ограждениями не было никаких признаков чего-то патогенного, только несколько ямок в песке, будто кто-то копал большой лопатой. «Не прикасаться!» – повторялось на полосатой ленте, но то, к чему я не должна была прикасаться, уже исчезло.
Разлагающуюся тушу большого кита прибило в бухту и во время прилива выбросило на песок. Ранее, тем же утром, кита уже забрали местные полицейские для l' équarrissage (кремации).
Я ушла с пляжа с чувством тревоги из-за патогенных микробов. Даже к живым китам не стоит подходить слишком близко, потому что они выдыхают бактерии вместе со своими фонтанами. Так что я могла представить, какой микробный суп должен был вскоре забурлить внутри китовой туши. В то время у меня был небольшой порез на ноге, и если бы я наступила на песок, где лежал мертвый кит, или даже задела ногой его тушу, неизвестно, подцепила бы я какую-нибудь инфекцию или нет. Но я испытывала чувство дискомфорта из-за того, что мой местный пляж оцеплен ради обеспечения общественной безопасности после этого краткого визита мертвого животного.
На следующей неделе в новостях появилось сообщение, подтвердившее мои смутные опасения. По другую сторону Атлантики, в теплых водах лагуны Индиан-Ривер во Флориде, исследователи обнаружили заражение диких дельфинов-афалин многочисленными штаммами устойчивых к лекарствам патогенных бактерий, и эта устойчивость возрастала, что очень напоминало то, что обычно происходит в больницах. За период с 2003 по 2015 год бактерии, выделенные из мазков, взятых из дыхательных отверстий, желудков и фекалий дельфинов, удвоили свою устойчивость к целому ряду антибиотиков, широко используемых в современной медицине человека. Это было выявлено в ходе одного из немногих исследований, продемонстрировавших, что дельфины и другие морские животные, плавая в разбавленных сточных водах, все чаще подвергаются воздействию устойчивых к лекарствам бактерий[67]. Устойчивость микроорганизмов растет из-за огромного количества антибиотиков из следов медикаментов, которые проходят непереваренными через организм человека и попадают в канализацию и далее – в водные пути, а также из-за тех антибиотиков, которые регулярно и не скупясь назначают домашнему скоту для ускорения его роста и выживания в плохих условиях. Обычно антибиотики убивают патогенные бактерии, вызывающие инфекции, но они не всегда уничтожают 100 % микробов-возбудителей. Более стойкие штаммы выживают и процветают, особенно в отсутствие конкурирующих бактерий, которые антибиотикам удается уничтожить. Эти устойчивые штаммы в итоге могут привести к появлению так называемых супербактерий, устойчивых к одному или нескольким основным антибиотикам и вызывающих стойкие инфекции, которые трудно поддаются лечению.
Устойчивость к антибиотикам отнюдь не нова. В 1915 году молодой солдат Первой мировой войны по имени Эрнест Кейбл умер от дизентерии, вызванной штаммом бактерии шигелла флекснери (Shigella flexneri). Этот штамм уже тогда был устойчив к пенициллину – первому в мире антибиотику, хотя он был открыт Александром Флемингом лишь спустя более десяти лет. Кейбла не спас бы и укол эритромицина (антибиотика, открытого только в 1949 году), потому что бактерия была устойчива и к нему. Даже в древних тысячелетних мумиях из империи инков сохранились остатки кишечных бактерий с генами резистентности к антибиотикам. Образцы почвы, содержащие бактерии с генами устойчивости к лекарствам, были найдены в тундре, в тридцатитысячелетнем слое вечной мерзлоты, в местах, где когда-то бродили покрытые шерстью мамонты.