Гербициды против микробов

Поиски новых лекарств для подавления жизнедеятельности одноклеточных паразитов — возбудителей заболеваний человека, животных и растений — важный раздел химиотерапии инфекционных заболеваний. Недавно здесь было сделано открытие, позволяющее усовершенствовать методы поиска новых противомикробных средств.

Для того чтобы найти эффективное лекарство против какого-то паразита, необходимо выбрать конкретную цель для поражения в организме микроба. Не бывает соединений, которые бы действовали вообще. Известно, например, что большинство антибиотиков обладает способностью связываться с клеточными мембранами, препятствуя тем самым клеточному делению. Наиболее перспективные лечебные препараты против СПИДа представляют собой ингибиторы фермента обратной транскриптазы, находящегося в структуре вируса иммуннодефицита и являющегося главным инструментом репродукции.

Так что выбор «ахиллесовой пяты» в структуре микроба — дело весьма важное. От структуры выбранной мишени зависит структура и свойства синтезируемого ингибитора. Новейшие исследования показали, что, скажем, эффективным средством против малярии может стать воздействие на весьма своеобразные структуры — органеллы, носящие название хлоропластов, или пластид.

Хлоропласты, как таковые, известны довольно давно. Это разновидность структуры растительных клеток и клеток зеленых водорослей, осуществляющие в них функции фотосинтеза. И вот теперь выяснилось, что подобные же органеллы есть и в структуре одноклеточных паразитов. Это как бы затоны, в которых скапливаются неработающие хлоропласты.

По всей вероятности, одноклеточные паразиты поглотили эти структуры вместе с клетками зеленых водорослей в процессе своего эволюционного развития. Затем паразиты превратили проглоченные хлоропласты вместе с их наследственным веществом ДНК в собственные органеллы, получившие название пластид.

Вот это и составляет основу открытия, сделанного доктором Джефри Палмером, специалистом по молекулярным основам эволюции из университета штата Луизиана, доктором Дэвидом Россом, биологом из университета штата Пенсильвания и их соавторами.

В настоящее время пластиды у микробов не работают, их функции не ясны, однако их наличие облегчает борьбу с данными паразитами. Дело в том, что переместившись в древности из растительных клеток в одноклеточных паразитов, хлоропласты не утратили своей растительной природы, а стало быть, есть основания применять в качестве лекарств... гербициды и другие подобные препараты, использовавшиеся ранее только для борьбы с сорняками в сельском хозяйстве.

Раньше было известно, что паразиты содержат свои ДНК в ядрах, а также в митохондриях — энергостанциях клеток, расположенных в цитоплазме. Кроме того, имелись сведения, что в клетках имеются еще какие-то ДНК, природа которых неизвестна. И вот теперь «мистическая» ДНК идентифицирована как компонент хлоропластов, захваченных одноклеточными паразитами из зеленых водорослей многие миллионы лет назад в ходе эволюционного развития. Причем ДНК эти абсолютно идентичны тем, что имеются в растительных клетках и по сей день.

На сегодняшний день найдено уже около 5000 паразитов, обладающих вот такими, «украденными» некогда, хлоропластами. Среди них, например, и токсоплазмы — возбудители тяжелейшего инфекционного заболевания — токсоплазмоза. Именно от него и погибают чаще всего люди, иммунная система которых ослаблена СПИДом. Заболевание также часто поражает кошек, а через них — детей и беременных женщин.

Воздействие на хлоропласты гербицидами или им подобными веществами, не задевающими клетки животного происхождения, и дает нам в руки новый эффективный метод борьбы с инфекционными болезнями.