Микромир Третьяковки: на иконах нашли организмы, подходящие для создания лекарств

Микробиологи, обследовавшие музей, совершили удивительное открытие

Высокое искусство может лечить не только душу, но и тело. Специалисты федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, которые недавно завершили работу по определению микробиома Государственной Третьяковской галереи, совершили открытие: плесень, обнаруженная в залах древнерусской живописи, в ходе профилактических работ, может быть использована для создания лекарств-стероидов. Руководитель группы генетической инженерии грибов, кандидат биологических наук Александр Жгун рассказал «МК» о находке и о самом проведенном исследовании.

Aspergillus versicolor STG-25G. Фото: Александр Жгун.

Кто живет в музее

— Александр Александрович, чем была вызвана необходимость микробиологического обследования в музее?

— Во всех ведущих музеях мира за состоянием объектов культурного наследия строго следят реставраторы в сотрудничестве с учеными. Существует масса научных статей о микробиологическом состоянии ведущих хранилищ культурных ценностей, таких как Лувр, Уффици, или Британский музей.

В России за состоянием учреждений, где хранятся и экспонируются памятники истории и культуры, также зорко следят хранители, реставраторы и специальные службы. К примеру, существуют службы, которые периодически делают заборы воздуха в залах для определения предельного микробиологического фона. Если определяют, что он превышен – приглашают более узких специалистов, то есть нас, чтобы мы более тонко изучили активизировавшееся микробное сообщество, или микробиом.

— Слышала про такой в человеческом кишечнике…

— Свой микробиом есть везде. Есть такое понятие, как больничная инфекция. Пациент с переломом ноги поступает в больницу и подхватывает там стафилококк, который может вызывать респираторные и другие заболевания. Откуда он взялся? Из больничного микробиома. Несмотря на то, что в медицинских учреждениях периодически проводят тщательную дезинфекцию, раз в несколько лет он дает о себе знать, «вылезая» из каких-то резервуаров, узких трещин в стенах.

Или, другой пример: нью-йоркское метро. Его микробиом может «проснуться», когда разливается Гудзон, и в подземке резко повышается влажность. Нечто подобное может происходить и в музеях: микробиота может таиться здесь на поверхностях стен, картин, рам.

Как все начиналось

— С чего началась ваша работа в Третьяковской галерее?

— Идея привлечь к исследованию микробиологического сообщества наш коллектив родилась в 2018 году. Для нас, больше занимающихся фундаментальной наукой, это был первый опыт такого практического взаимодействия с музейщиками. Нам дали для изучения проблемную зону, которая по результатам нескольких мониторингов показывала превышение микробиологического фона в несколько раз. Речь шла о зале №61 древнерусской живописи, основного исторического здания Третьяковской галереи (Москва, Лаврушенский переулок 10).

Cladosporium parahalotolerans STG-93B. Фото: Александр Жгун.

Важнейшими объектами культурного наследия в нем считаются икона «Благословенно воинство Небесного Царя» (1550-е годы), и фрагмент скульптуры «Святой Великомученик Георгий Победоносец» (1464 года). Там же находилась икона «Святой Великомученик Димитрий Солунский» (XVI века).

– Вы обнаружили на них бактерии и грибы?

— Визуальный осмотр этого не установил, – за иконами и каменным бюстом, покрытым темперой, очень хорошо следили реставраторы. Но поскольку микробиологический фон в зале был превышен, мы отобрали с этих экспонатов микробиологические пробы для анализа.

— Как это делается?

– Сухой ватной палочкой, которую затем помещают в специальную пробирку, Эппендорф, с «реанимационной» для микроорганизмов жидкой средой. После того, как иконы перенесли в другое помещение, выяснилось, что за демонстрационными щитами в кабель-каналах, в трещинах потолка находятся видимые глазом очаги развития микроорганизмов. Во всех этих зонах также отобрали пробы. Мы также отобрали пробы в соседних залах древнерусской живописи. 

Aspergillus versicolor STG-86. Фото: Александр Жгун.

Из проб, отобранных с экспонатов и поверхностей залов, выделили так называемые экологические ДНК, по которым определили соответствующие составы микробиомов. Всего в залах древнерусской живописи Третьяковской галереи мы определили примерно 700 различных бактерий и около 300 различных грибов. 

— Откуда они там взялись? В зале наверняка должен был соблюдаться особый режим температуры и влажности.

— Он, конечно, соблюдался! В музее круглосуточно поддерживается этот баланс: 19оС и 55% влажности, при которых не происходит развития микроорганизмов. Проблема, как выяснилось, была связана с той самой стеной, на которой обнаружили рост микроорганизмов. Она выходит на Лаврушинский переулок. Если зимой на улице -20оС, а в зале +19оС, то в какой-то зоне стены температура будет 0оС, что соответствует так называемой «точке росы». В этой зоне появляется влага, и могут развиваться микроорганизмы.

Microascus paisii STG-103. Фото: Александр Жгун.

Оказалось, что эта точка росы находилась в стене близко от экспонатов. В идеале, чтобы избежать этого, можно сместить точку росы за пределы здания, сделав наружный сайдинг. Однако само здание Третьяковской галереи является объектом культурного наследия, а потому делать этого не разрешается.

                                                   Особенный микробиом 

— Каковы были дальнейшие действия?

— Проблемную стену и весь 61-й зал обработали, в том числе в соответствии с нашими рекомендациями. Несколько лет он находился без экспонатов, на так называемой выдержке. И только когда окончательно убедились, что больше плесень там не образуется, вернули все экспонаты обратно. Это произошло в прошлом году.

Однако до конца успокаиваться нельзя. На иконах и фрагменте скульптуры «Святой Великомученик Георгий Победоносец» могут находиться споры микроорганизмов. Это подтвердили и микробиологические пробы, взятые с экспонатов и залов живописи древнерусского искусства. Те самые микроорганизмы, которые были в раскрытых очагах на стене, присутствовали в следовом количестве на самих художественных произведениях.

Cladosporium halotolerans STG-52B + Xn. Фото: Александр Жгун.

— Так в чем же оказалась особенность микробиома залов древнерусской живописи?

— Он особенный. Он формировался в течение многих десятилетий, под воздействием двух процессов – консервации и реставрации, направленных на сохранение объектов культурного наследия, в том числе, от микробиологического поражения. Но это не убивает все вредные микроорганизмы, а производит их жесткую селекцию.

Подвергаясь прессингу реставрации и консервации, в стенах музея выживают только очень сильные. Прежде всего, это ксерофильные микроорганизмы, которые устойчивы к повышенной сухости. Если большинство умирает при влажности 85% и ниже, то ксерофилы адаптированы для существования при влажности до 65-62%.

Aspergillus creber STG-57. Фото: Александр Жгун.

В условиях музейного хранения влажность — 55%, однако, дыхание всего одного посетителя, проходящего рядом с экспонатом, дает дополнительную влажность, которой становится достаточно для развития микроорганизмов.

– Что с этими ксерофилами делать дальше?            

— Обрабатывать икону, которая является национальным достоянием, формалином или концентрированным медным купоросом нельзя, – навредим, повредятся краски. Остается лишь одно – мониторить ее состояние. Например, сообщества микроорганизмов, выделенных с одной иконы, мы культивируем на стандартных питательных средах, а затем выделяем каждый вид в чистые линии и наносим их на макеты с технологическими особенностями древнерусской живописи (их изготовили в рамках совместной работе в отделе научной реставрации древнерусской живописи Третьяковской галереи под руководством Михаила Валерьевича Шитова).

— Проверяете, какие из них пойдут в рост?

— Да, точнее, – какие из них могут вызвать деструкцию материалов, использующихся в темперной живописи.

Penicillium chrysogenum STG-117. Фото: Александр Жгун.

— И какой итог?

— В итоге в микробиоме залов древнерусского искусства мы выявили потенциально опасные микроорганизмы, относящиеся к плесневым грибам. Аспергилл разноцветный и улоклада выделены c поверхности иконы «Благословенно воинство Небесного Царя» (1550-е годы). Кладоспора галотолерантная — выделена c поверхности фрагмента скульптуры «Святой Великомученик Георгий Победоносец» (1464 года).

Аспергилл Кребера выделен c поверхности иконы «Святой Великомученик Димитрий Солунский» (XVI в.). Кладоспора парагалотолеранс, Симплицилиум пластинчатый и различные аспергиллы — выделены с поверхностей зала № 61. Микроаск паисий — выделен из зала № 57. Аспергилл выступающий выделен из зала № 56. Пеницилл хризогенум — выделен с поверхности иконы «Пророк Соломон» (1731 г.).                                     

— И как с ними бороться?

— Бороться с ними надо будет только в том случае, если микробиом начнет развиваться. Тогда объекты музейного хранения обрабатывают специальными антисептиками, используемыми при реставрации живописи.

Cladosporium halotolerans STG-52B. Фото: Александр Жгун.

В последнее время количество действующих препаратов сокращается, – у картин, как и у людей, вырабатывается к ним резистентность. К тому же надо быть очень осторожными с ними, поскольку некоторые классы «лекарств» способны повреждать пигмент.

Сейчас мы проверяем действие на наши макеты с грибами-деструкторами новых антисептиков, разрабатываемых в совместной работе ведущими российскими научными коллективами химиков-синтетиков. Многие из них обладают широким спектром действия, способны бороться с консорциумами грибов и бактерий.

Лекарство с иконы

– Из каких микроорганизмов, встреченных вами в Третьяковской галерее, можно делать лекарства?

— Оказалось, что все изолированные грибы-деструкторы живописных материалов способны трансформировать стероидные субстраты, что необходимо при промышленном получении конечных препаратов. Для примера, – при скрининге других перспективных групп, стероиды эффективно трансформировали не более 20-50% микроорганизмов, но не 100%.

Aspergillus protuberus STG-106. Фото: Александр Жгун.

Справка «МК». Стероиды – это лекарственные препараты, которые позволяют воздействовать на организм человека, например, менять гормональный статус в случае отклонений, снимать воспаления, боль (в суставах, мышцах, при болях, вызванных раздражением или защемлением нерва), а также лечить специфические состояния, в том числе: астму, сенную лихорадку, крапивницу, экзему, заболевания кишечника (например, болезнь Крона), волчанку, рассеянный склероз. В настоящее время применяется около 300 типов стероидных препаратов.

– За счет чего они стали такими?

– Все дело в темпере, – особых многокомпонентных красках, которыми писались древние иконы. В их основе яичный желток – самая богатая субстанция по количеству холестерина, что роднит ее со стероидами.

Нашей исследовательской группе пришла идея проверить грибы, питающиеся темперой (богатой холестерином), на способность взаимодействовать с фармпрепаратами стероидного класса. Наши эксперименты увенчались успехом – эти микроорганизмы действительно оказались способны трансформировать, модифицировать структуру препаратов. На этой основе фармакологам, возможно, удастся создать много новых видов более совершенных стероидов.

«Удивительное – рядом!» – гласит крылатая фраза. Не только фундаментальная наука, но и ее прикладная часть ведут порой к самым неожиданным и приятным «побочным эффектам». В поисках средств для уничтожения вредных организмов на предметах искусства, исследователи неожиданно открыли большую группу полезных модификаторов для фармакологии.

Источник: www.mk.ru