Новые антимикробные гликопептиды
Антибиотики с новым механизмом действия
Мир нуждается в новых антибиотиках: в связи с проблемой растущей резистентности поиск новых агентов против бактериальных патогенов находится под высоким давлением. Исследователи теперь преуспели в этом: они нашли вещества из группы так называемых гликопептидов, которые оказывают совершенно иной эффект, чем обычные антибиотики. Потому что вместо того, чтобы блокировать наращивание бактериальной клеточной стенки, они предотвращают ее разрушение – важный процесс для деления клеток. Первоначальные эксперименты показывают, что благодаря этой стратегии агенты также эффективны против мультирезистентных микробов, таких как MRSA.
Когда-то антибиотики были самым мощным оружием против бактериальных патогенов. Но многие антибиотики со временем утратили свое действие. Из-за неконтролируемого и массового использования этих лекарств у все большего числа болезнетворных бактерий развивается резистентность. Многие патогенные микроорганизмы, в том числе больничный микроб MRSA или бактерии ESBL, даже невосприимчивы к нескольким классам активных веществ. В связи с этим тревожным событием Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) также поднимает тревогу: несколько лет назад она публично призвала искать альтернативы ранее распространенным средствам.
Элизабет Калп из Университета МакМастер в Гамильтоне и ее команда, возможно, нашли такую альтернативу. Они сообщают об обнаружении антимикробных веществ, которые оказывают совсем другое действие, чем обычные антибиотики (Antibiotics discovered that kill bacteria in a new way – ВМ). Для их исследования ученые посвятили себя так называемым гликопептидным антибиотикам. Эти вещества естественным образом вырабатываются почвенными бактериями. Они действуют главным образом против грамположительных патогенов и уже используются в качестве так называемых резервных антибиотиков. Однако многие соединения из группы гликопептидов еще не были детально исследованы.
Разные гены, разные эффекты?
Именно это и хотели сделать Калп и ее коллеги. В частности, их поиск сфокусирован на генеалогическом древе и генах бактериальных продуцентов таких гликопептидов. Потому что определенные генетические инструкции могут быть связаны с известными механизмами устойчивости. По мнению исследователей, гликопептиды без этих признаков могут быть потенциальными кандидатами на новые антибиотики – и атаковать бактерии с помощью механизмов, отличных от известных. «Наша гипотеза заключалась в том, что гены, которые отличают эти антибиотики, могут также по-разному убивать бактерии», – объясняет Калп.
На самом деле это подозрение подтвердилось. Ученые обнаружили два соединения, обладающих уникальными механизмами действия. Одним из этих веществ является недавно обнаруженный гликопептид, который исследователи назвали корбомицином. Другое соединение – это хорошо известный, но малоизученный комплексатин. Оба антибиотика воздействуют на бактерии по особой стратегии. Они предотвращают ремоделирование бактериальной клеточной стенки, как показали исследования с использованием методов визуализации.
Бактерии в тюрьме
«Клеточная стенка не только дает бактериям их форму, но и дает им силу и имеет важное значение для их выживания», – говорит Калп. «Антибиотики, такие как пенициллин, убивают бактерии, предотвращая синтез этой стенки, но обнаруженные нами антибиотики действуют наоборот». Корбомицин и комплестатин предотвращают так называемое ремоделирование пептидогликанов, которые являются строительными блоками бактериальной клеточной стенки. Таким образом, они блокируют разрушение этой защитной оболочки. Тем не менее, этот процесс преобразования имеет большое значение для размножения бактерий. «Чтобы клетки росли, они должны делиться и распространяться. Если разрушение клеточной стенки полностью предотвращено, бактерии попадают в ловушку, как в тюрьме. Они не могут распространяться », – объясняет исследователь.
По словам ученых, эти два вещества являются первыми известными антибиотиками, которые убивают патогены таким образом. Но насколько хорошо это работает на практике? В первых тестах на мышах Калп и ее коллеги наносили на кожу антибиотики в виде кремов. Вы должны бороться с метициллин-резистентными инфекциями Staphylococcus aureus (MRSA). Результат: оба агента смогли значительно снизить бактериальную нагрузку. Как сообщает команда, через 33 часа концентрация патогенных микроорганизмов уменьшилась примерно в сто раз. Это также улучшило общее состояние здоровья грызунов.
Поиски продолжаются
Исследователи пришли к выводу, что их новый способ действия и тот факт, что они, по-видимому, эффективны против мультирезистентных бактерий, делают корбомицин и комплексатин перспективными лекарственными препаратами. В будущем они хотят продолжить поиск потенциальных новых антибиотиков: «Наш подход может быть перенесен на другие антибиотики и поможет найти дополнительные соединения, которые демонстрируют новые способы действия», – заключает Калп. Фактически, новые открытия уже появляются: некоторые члены семейства активных веществ из корбомицина и комплостатина могут бороться с бактериями, используя сопоставимый механизм.
Статья Culp et al. Evolution-guided discovery of antibiotics that inhibit peptidoglycan remodelling опубликована в журнале Nature.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru