Рыбоводческие хозяйства по всему миру ежегодно теряют миллиарды из-за бактериальных инфекций. Стафилококки, стрептококки, псевдомонады и другие патогены губят рыбу, а антибиотики против них работают все хуже — микробы быстро вырабатывают устойчивость. Ученые ищут альтернативу, и одна из перспективных — пробиотики на основе полезных бактерий.

Пробиотики — живые микроорганизмы (обычно бактерии или дрожжи), которые приносят пользу хозяину, подавляя вредные микробы или улучшая пищеварение. В отличие от антибиотиков, они не убивают патогены напрямую, а создают невыносимые условия для их жизни.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Исследователи из Донского государственного технического университета (Ростов-на-Дону) изучили, как три вещества, которые вырабатывает бактерия Bacillus velezensis, подавляют рост опасных микробов. Бациллибактин, фенгицин и сурфактин — это небольшие молекулы, способные блокировать работу ключевых ферментов у патогенов.

С помощью компьютерного моделирования выяснилось, что бациллибактин прочнее всего связывается с двумя ферментами:

• глутаминсинтетазой  (участвует в синтезе аминокислот),
• дигидрофолатредуктазой  (нужна для производства ДНК).

Без них бактерии не могут размножаться. Фенгицин и сурфактин тоже работают, но слабее — в 1,3–2 раза.

Эксперимент подтвердил теорию: когда питательную среду с продуктами жизнедеятельности Bacillus velezensis добавили к культурам Pseudomonas aeruginosa и Aeromonas veronii, рост патогенов полностью остановился за сутки.

Если использовать такие бактерии как кормовую добавку, можно сократить применение антибиотиков в рыбоводстве, — говорит Дмитрий Рудой, руководитель проекта, доктор технических наук. — Это снизит риски устойчивости микробов к лекарствам и поможет аквакультуре развиваться устойчиво. Следующий шаг — испытания на рыбах.

Польза исследования

• Снижение резистентности к антибиотикам — чем меньше их используют, тем медленнее бактерии эволюционируют.
• Экологичность — пробиотики безопаснее химических препаратов, не накапливаются в воде.
• Экономия для ферм — профилактика дешевле лечения, а гибель рыбы сократится.
• Фундаментальное значение — понимание механизмов действия поможет создавать новые препараты.

Отметим, что исследование проведено in vitro  (в пробирке), а не на реальных рыбах. Микробы в искусственной среде и в живом организме ведут себя по-разному — возможно, эффективность бациллибактина окажется ниже. Кроме того, не изучены потенциальные побочные эффекты для рыбьей микрофлоры.

Ранее ученые выяснили, зачем рыбы-попугаи рисуют круги на дне океана.