Молочный враг
Ученые Роспотребнадзора обнаружили пробиотики, подавляющие коронавирус.
Один из штаммов лактобактерий проявляет противовирусную активность в отношении SARS-CoV-2, выяснили специалисты Роспотребнадзора. Эти микроорганизмы могут стать основой лекарства для профилактики и лечения COVID-19, рассказали «Известиям» разработчики. Также препарат на основе лактобактерий можно использовать для профилактики заболевания у детей начиная с пятого дня жизни. Помимо коронавируса, эти микроорганизмы подавляют и высокопатогенные штаммы гриппа (H1N1, H5N6). Ранее пробиотики использовали только для восстановления пищеварительной системы после применения антибиотиков.
Особые свойства
Ученые из Нижегородского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени академика И.Н. Блохиной совместно со специалистами новосибирского центра «Вектор» исследовали антивирусные свойства пробиотических бактерий. В частности, изучалось их влияние на возбудителей COVID-19 (SARS-CoV-2) и гриппа (H1N1, H5N6).
В организме человека лакто- и бифидобактерии участвуют в метаболизме, продуцируют биологически активные соединения (витамины, нейропептиды и т.д.), играют роль в поддержании иммунитета. Также известно, что некоторые из этих микроорганизмов обладают антивирусной активностью.
Из испытанных бактерий эффективной против SARS-CoV-2 оказалась одна. Такую активность проявил штамм L. fermentum 90 TC-4. Он был испытан «в пробирке» на клетках Vero (линия клеток, обычно используемых для культивирования; выделены из эпителия почки зеленой мартышки; это непрерывная нестареющая линия клеток). Таким образом, возможно создание пробиотика, который мог бы подавлять размножение вируса и параллельно положительно влиять на пищеварительную систему человека.
— Во-первых, эти пробиотики можно использовать для профилактики COVID-19, — сказала «Известиям» заведующая лабораторией микробиома человека и средств его коррекции Нижегородского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени академика И.Н. Блохиной Ирина Соловьева. — Во-вторых, созданные нами БАДы можно употреблять с пищей непосредственно в период заболевания. В-третьих, их можно давать детям. Один из наших пробиотиков, который как раз содержит L. fermentum 90 TC-4 — лактобактерию, проявляющую активность против SARS-CoV-2, — одобрен Институтом питания для детей с пятидневного возраста.
Эта же лактобактерия сходным образом подавляет вирус высокопатогенного гриппа, добавила Ирина Соловьева.
Путь внедрения
Известно: респираторные вирусы человека размножаются в основном в дыхательных путях. Именно поэтому ранее считалось, что пробиотики не могут влиять на течение таких заболеваний. Однако были описаны желудочно-кишечные проявления гриппа. При заражении SARS-CoV-2 патоген также поражает кишечник человека.
Ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2), который является рецептором вируса SARS-CoV-2, в изобилии представлен не только в альвеолярных эпителиальных клетках легких, но и в энтероцитах тонкого кишечника, в верхнем отделе пищевода, печени и толстой кишке. Более того, известно, что коронавирус гораздо дольше выделяется с фекалиями, нежели выявляется в мазках из носо- и ротоглотки.
Пробиотики многофакторно влияют на размножение вируса, следует из научных исследований по этому вопросу.
«Активные метаболиты, продуцируемые пробиотическими микроорганизмами, такие как лактат, перекись водорода, короткоцепочечные жирные кислоты и бактериоцины, обладают прямым вирулицидным действием, так как вызывают снижение pH среды, нарушение механизма адгезии вирусных частиц из-за изменений в их рецепторных свойствах», — указали авторы статьи «Особенности генома и активность in vitro против вирусов гриппа A и SARS-CoV-2 шести штаммов пробиотиков». «Часто весь комплекс внеклеточных веществ оказывает противовирусное действие, и выделить отдельное действующее вещество невозможно», — заключили они.
В «Векторе» «Известиям» также объяснили, что, скорее всего, дело в физической адсорбции. Этот процесс можно показать на примере сухой губки, которая впитывает воду с мокрого стола.
— Хотя исследование механизма антивирусной активности не было целью проводившегося исследования, известно, что некоторые штаммы Lactobacillus способны адсорбировать вирусные частицы везикулярного стоматита (семейство Rabdoviridae), вирусы Коксаки А и В4 (семейство Picornaviridae), энтеровирус A71 (семейство Picornaviridae) и норовирусы человека (семейство Caliciviridae). Это позволяет предположить, что физическая адсорбция лежит в основе механизма противовирусного действия бактерий-пробиотиков, — пояснили в «Векторе».
Сейчас сотрудники ФБУН ННИИЭМ имени академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора и ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора изучают противовирусную активность производственно-перспективных пробиотических штаммов лактобацилл, выделенных от здоровых людей различных возрастных групп, из коллекции нижегородского НИИЭМ против рота-, норовирусов, высоко патогенных вирусов гриппа и различных геновариантов вируса SARS-CoV-2.
— В перспективе мы хотим создать препарат с выраженной противовирусной активностью, — отметила Ирина Соловьева.
Институт направил в центр «Вектор» еще 20 перспективных штаммов лактобактерий для изучения этого свойства, добавила она.
— Эксперименты, проведенные in vitro, к сожалению, еще не говорят о том, что тот или иной штамм будет работать в организме человека, — прокомментировал разработку руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков. — В своей статье авторы говорят, что «активные метаболиты, продуцируемые пробиотическими микроорганизмами, <…> обладают прямым вирулицидным действием, так как вызывают снижение pH среды». Но надо понимать, что в кишечнике pH, близкий к нормальному. Адсорбировать лактобактерии при этом, может, будут, но не будут иметь прямой нейтрализующей функции, если она «завязана» на рH.
По словам ученого, также проблема может быть в том, что лактобактерии долго в кишечнике выживать не могут, а значит, не создадут какой-то значимый процент в консорциуме микроорганизмов. Конечно, их можно подселить после антибиотиков, но они смогут находиться в кишечнике не больше двух недель, отметил Павел Волчков.
Протестированные в описанном исследовании бактерии уже используют в составе пробиотических препаратов в ряде медицинских организаций России. Разработчики планируют провести клинические испытания в больницах, где эти средства будут включены в протоколы лечения пациентов, инфицированных респираторными вирусами, включая SARS-CoV-2.