Долгое время антибиотики считались панацеей от бактериальных инфекций. Со временем многие возбудители приспособились противостоять антибиотикам, поэтому поиск новых препаратов становится все более актуальным. Международная группа исследователей, включая ученых из Базельского университета, открыла новый антибиотик с помощью компьютерного анализа и расшифровала механизм его действия. Их изучение является важным этапом в разработке новых эффективных препаратов.
ВОЗ называет ползучее и быстро растущее число устойчивых к антибиотикам бактерий «тихой пандемией». Кризис усугубляется тем, что в последние десятилетия практически не появлялось на рынке новых лекарств. Даже сегодня не все инфекции можно успешно вылечить, и пациенты подвержены риску рутинных вмешательств.
Чтобы остановить распространение устойчивых к антибиотикам бактерий, срочно необходимы новые активные вещества. Такое важное открытие было сделано группой исследователей из Северо-восточного университета в Бостоне вместе с профессором Себастьяном Хиллером из Биоцентра Базельского университета. Это исследование было частью Национального центра компетенций в области исследований (NCCR) «Антирезист» и теперь опубликовано в Природная микробиология.
Сильные противники
Исследователи обнаружили новый антибиотик динобактин с помощью компьютерного скрининга. Это соединение убивает грамотрицательные бактерии, в число которых входят многие опасные и резистентные патогены. «Поиск антибиотиков против этой группы бактерий далеко не тривиален, — говорит Хиллер. — Они хорошо защищены своей двойной мембраной и, следовательно, дают мало возможностей для нападения. многочисленные способы сделать антибиотики безвредными».
Только в прошлом году команда Хиллера расшифровала механизм действия недавно открытого пептидного антибиотика даробактина. Полученные знания были интегрированы в процесс скрининга новых соединений. Исследователи использовали тот факт, что многие бактерии вырабатывают пептиды-антибиотики, чтобы бороться друг с другом. И что эти пептиды, в отличие от природных веществ, закодированы в бактериальном геноме.
Фатальный эффект
«У генов таких пептидных антибиотиков есть одна характерная черта, — объясняет соавтор, доктор Сейед М. Модареси. Динобактин». В своем исследовании авторы продемонстрировали, что это новое соединение чрезвычайно эффективно: мыши с опасным для жизни сепсисом, вызванным резистентными бактериями, пережили тяжелую инфекцию при введении динобактина.
Комбинируя различные методы, исследователи смогли определить структуру, а также механизм действия динобактина. Этот пептид блокирует белок бактериальной мембраны BamA, играющий важную роль в формировании и поддержании внешней защитной оболочки бактерий. «Динобактин втыкается в BamA снаружи, как пробка, и мешает ему выполнять свою работу. Итак, бактерии погибают, — говорит Модарези. — Хотя динобактин почти не имеет химического сходства с уже известным даробактином, тем не менее у него такая же мишень на бактериальной поверхности. Этого мы не ожидали вначале».
Стимул для исследований антибиотиков
Однако на молекулярном уровне ученые обнаружили, что динобактин иначе взаимодействует с BamA, чем с даробактином. Комбинируя определенные химические свойства этих двух веществ, потенциальные лекарства можно было бы дополнительно улучшить и оптимизировать. Это важный шаг на пути к эффективному лекарству. «Компьютерный скрининг придаст новый импульс выявлению срочно необходимых антибиотиков», — говорит Хиллер. «В будущем мы хотим расширить наши поиски и исследовать больше пептидов с точки зрения их пригодности в качестве противомикробных препаратов».
Журнал
Природная микробиология
Метод исследования
Данные/статистический анализ
Предмет исследования
Животные
Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность новостных сообщений, размещенных на EurekAlert! содействующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.
