Содержание

Супер-антибиотик новейшего поколения - vechnayamolodost.ru

Самый эффективный антибиотик
Медики создали принципиально иные антибиотики: они в 100 раз эффективнее нынешних

Лариса Аксенова, Газета.Ру

Испытав 663 000 различных веществ, ученые создали принципиально иные антибиотики. Они оказались в сто раз эффективнее против туберкулезных микобактерий, поражали также возбудителей сибирской язвы и дизентерии. Устойчивость к ним бактерии выработают не скоро.

Проблема резистентности микроорганизмов к антибиотикам – одна из самых острых в сегодняшней медицине. Возбудителей туберкулеза, сибирской язвы и шигеллеза (дизентерии), возможно, удастся победить с помощью антибиотиков с принципиально новым механизмом действия. В результате скрининга 663 000 перспективных молекул-претендентов ученые из Пенсильванского университета отобрали 46, способных избирательно нарушить процесс синтеза бактериальных белков на ключевом этапе «контроля качества» при считывании рибосомой информации с РНК.

Рибосомы – фабрики по производству белка – есть в любых живых организмах, и многоклеточных, и одноклеточных – таких как бактерии. Именно здесь информация, записанная на ленте матричной РНК, материально воплощается в виде белка. Прочитывая каждые три нуклеотида в последовательности РНК, рибосома добавляет к синтезируемому в ее недрах белку одну аминокислоту. От степени точности данного процесса зависит жизнь обладателя этой совершеннейшей внутриклеточной системы. Чтобы избежать ошибок, каждый этап многоступенчатого процесса трансляции в клетке очень жестко контролируется, особенно в начале, когда РНК присоединяется к рибосоме, и в конце – когда РНК должна освободить место на рибосоме для новых матриц, с которых будут считываться другие белки. Эту сложнейшую систему контроля обеспечивает огромное количество самых разнообразных молекул.

Но все же иногда в матричной РНК возникают дефекты, которые становятся очевидными лишь на терминальной стадии синтеза белка. И на этой стадии включается защитный механизм, получивший название «транс-трансляция». Молекулы-«санитары» транспортно-матричной РНК (тмРНК) снимают с рибосомы белковый продукт дефектной матрицы, помечают его для дальнейшего разрушения протеазами, а затем помогают удалить и разрушить саму матрицу.

Явление транс-трансляции было открыто Кеннетом Кейлером, тогда еще аспирантом Университета штата Пенсильвания, в 1996 году. С того самого момента ученый стал искать способы воздействия на процесс транс-трансляции у патогенных бактерий. Ведь если бы удалось на этапе «контроля качества» вмешаться в синтез бактериальных белков, то это в конечном итоге привело бы и к нарушению процесса репликации – копирования генома вредоносных микробов.

И вот теперь группа исследователей под руководством Кейлера добилась заметных успехов в этом поиске, результаты их работы опубликованы 3 июня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Ramadoss et al., Small molecule inhibitors of trans-translation have broad-spectrum antibiotic activity).

Чтобы выяснить, какие молекулы смогут нарушить процесс транс-трансляции у бактерий, ученые испытали 663 000 различных веществ. Скрининг проводили в многолуночных чашках Петри, в качестве подопытного микроба использовали кишечную палочку – E. coli – излюбленный модельный объект для подобного рода исследований. В результате 46 молекул из этого огромного списка веществ оказались способными нарушить транс-трансляцию.

Следующим шагом стала проверка эффективности действия 46 молекул на трансляционный аппарат других патогенных бактерий – представительниц рода Shigella, генетически близких роду Salmonella, вызывающих острые кишечные расстройства, шигеллёзы и дизентерию, и Bacillus anthracis, возбудителя сибирской язвы.

Одна из 46 молекул, нарушающих процесс транс-трансляции, ей был присвоен классификационный номер KKL-35, по мнению авторов исследования, оказалась наиболее перспективной.

«Мы обнаружили, что KKL-35 подавляет рост очень далеких в родственном отношении бактерий, а это позволяет предположить, что данная молекула может обладать антибиотической активностью против очень широкого спектра микроорганизмов.

Что касается Shigella и Bacillus anthracis, мы смогли показать, что в присутствии KKL-35 их клетки погибали именно потому, что молекула останавливала процесс транс-трансляции», – говорит руководитель исследований Кеннет Кейлер.


Бациллы сибирской язвы (Bacillus anthracis), убитые с помощью KKL-35.
Молекулы препарата в ультрафиолетовом свете флуоресцируют синим
(снимок из пресс-релиза Pennsylvania State University
New kind of antibiotic may be more effective against tuberculosis, anthrax – ВМ).

Кроме шигелл и бацилл, ученые исследовали также микобактерии, а именно Mycobacterium tuberculosis, которые вызывают туберкулез. Исследователи обнаружили, что по сравнению с используемыми в настоящее время препаратами молекула KKL-35 в 100 раз эффективнее подавляет рост этих микробов.

Как предполагают специалисты, бактериям вряд ли удастся быстро выработать устойчивость к новым антибиотикам, которые будут разработаны на основе KKL-35, из-за специфической мишени их воздействия. Конечно, в конце концов устойчивые штаммы бактерий все же возникнут, но это произойдет не так быстро, и появится реальный шанс выиграть время у болезней.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
04.06.2013

Теиксобактин — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Теиксобактин (англ. Teixobactin) — антибиотик, который активен в отношении патогенных грамположительных бактерий, выработавших резистентность к существующим утверждённым антибиотикам. Об открытии было объявлено в январе 2015 года. Антибиотик был обнаружен при скрининге некультивируемых почвенных бактерий, выращенных in situ в устройстве для культивации бактерий ichip с помощью методов, разработанных учеными Северо-Восточного университета Бостона, штат Массачусетс, США

[1].

Первые клинические исследования на людях начнутся не ранее 2017 года.[2] По заявлению биоинформатика Павла Певзнера теиксобактин, скорее всего, является антибиотиком нового класса, который проходит клинические испытания по состоянию на 2019 год. Выход нового антибиотика на рынок занимает порядка 10 лет с момента его открытия[3]

Теиксобактин состоит из 11 аминокислотных остатков, представляя собой макроциклический депсипептид, по гипотезе его первооткрывателей синтезируется в грамотрицательной бактерии Eleftheria terrae (англ.) нерибосомными пептидными синтетазами Txo1 и Txo2[4]. Пептид имеет несколько необычных особенностей, в том числе четыре D-аминокислоты, метилированный фенилаланин и не-протеиногенную аминокислоту эндурацидидин. Txo1 и Txo2 вместе состоят из 11 модулей, а каждый модуль, как полагают, последовательно добавляет одну аминокислоту к растущей пептидной цепи. Первый модуль имеет домен метилтрансферазы, который метилирует N-концевой фенилаланин. Замыкание кольца между треонином и последним изолейцином катализируется двумя С-концевыми тиоэстеразными доменами Txo2, образуя лактон

[4].

Теиксобактин является ингибитором синтеза клеточной стенки, действуя прежде всего за счет связывания с Lipid II (англ.), жирной молекулой, которая является предшественником пептидогликана. Это аналогично действию антибиотика ванкомицина. Связывание теиксобактина с предшественниками липидов ингибирует продукцию слоя пептидогликанов, что приводит к лизису уязвимых бактерий[4].

Супербактерии и суперантибиотики: миф или реальность?

Содержание:

Можно ли полагаться на антибиотики или их время навсегда исчерпано?

Как сказывается на силе их воздействия вмешательство и неграмотность человека?

Следует ли верить страшилкам про супербактерии?

Коснемся этих вопросов подробнее.

Ждет ли человечество «антибиотиковый апокалипсис»?

Задуматься об этом мировую общественность побудило заявление главного санитарного врача Великобритании о том, что привычный для человечества «золотой век» антибиотиков, как панацеи от целого спектра инфекционных заболеваний завершился, мы — на пороге апокалипсиса.

Данный месседж лег в основу доклада экономиста великобританского правительства лорда О’Нила (2016г.), сделавшего прогноз, что за ближайшие 35 лет супербактерии, убьют 300млн человек; ожидается значительное сокращение глобального ВВП.

Супербактерии — микроорганизмы устойчивые к большинству и даже ко всем антибактериальным препаратам представляют угрозу эпидемии, грозящей погубить человечество.

Британские эксперты проявили озабоченность тем, что:

  • «Superbug” будут уносить больше жизней, чем онкология и диабет вкупе.
  • Будет опасно проводить даже самые элементарные хирургические операции, поскольку перестанут действовать антибактериальные препараты.
  • «Группа риска» будет включать людей, страдающих раком, поскольку химиотерапия наносит мощный удар по иммунитету, и они вынуждены принимать противомикробные медикаменты. При неэффективности антибактериальных медикаментов пациенты будут незащищены от инфекций.

«Супербактерии» — не миф!

Супербактерии

Супербактерии

Могли ли мы себе представить, что вновь вернутся ранее смертельно опасные болезни, которые были успешно преодолены после открытия антибиотиков, или что можно будет погибнуть из-за небольшой царапины?

Почему стало возможным, что стандартное лечение становится неэффективным, инфекции сохраняются, могут передаваться другим людям?

Прежде всего, это происходит из-за резистентности. Что это?

РЕЗИСТЕНТНОСТЬ — относительно данного конкретного случая это возникновение невосприимчивости (устойчивости) микроорганизмов к антибиотикам.

Именно такие супербактерии, устойчивые к антибиотикам появились и распространились повсеместно, вызвав не просто озабоченность, но порою и панику среди отдельных частей населения, правительственных кругов, органов здравоохранения.

Уже сейчас они уносят 25тыс жизней ежегодно и это данные исключительно по Европе, а в мировом масштабе -700 000 тысяч. В ближайшие годы цифры могут вырасти до 10млн/год.

Из доклада Специального комитета Палаты общин по здравоохранению и социальной помощи Великобритании следует, что одним из важнейших приоритетов должна быть борьба с устойчивыми патогенами. Иначе будут утрачены все достижения современной медицины.

Время антибиотиков исчерпано?

Несомненно, они — величайшее достижение медицины прошлого века

История создания антибиотиков довольно интересна. Ее изложению посвящено множество научных трудов, рефератов, документальных материалов, которые все желающие полнее узнать суть вопроса смогут без труда найти в сети интернета.

Антибиотики, как известно, бывают природного и синтетического происхождения; используются для предупреждения и врачевания воспалительных процессов, порожденных бактериальной микрофлорой.

Подразделяются вещества на бактерицидные (уничтожающие бактерии) и бактериостатические (подавляющие размножение).

Благодаря их внедрению в медицинскую практику, человечество успешно преодолело множество заболеваний.

Однако бактерии также учатся противостоять антипатогенам.

Об этом предупреждал еще А. Флеминг, открывший пенициллин. И уже спустя 7 лет после введения пенициллина, 50% видов стафилококка Staphylococcusaureus были невосприимчивы к нему.

Резистентные штаммы (виды) микроорганизмов появляются и распространяются перманентно, по нарастающей.

Обратите внимание на динамику процесса на примере наиболее устойчивых бактериальных штаммов, объединенных в группы: MRSA – метициллин резистентный Staphilococcusaureus, VRE–ванкомицин резистентные бактерии семейства Enterobacteriaceae, FQRP – резистентные к фторхинолонам Pseudomonasaeruginosa .

Здесь показан их рост/распространение в процентном отношении, по годам.

Резистентные штаммы распространяются по нарастающей

Резистентные штаммы распространяются по нарастающей

Интересна для понимания ситуации схема, отражающая время внедрения антипатогенов и период появления резистентных штаммов. Как видим, скорость формирования устойчивости к нововведенным антибактериальным препаратам варьируется от 1 до 10 лет.

Время внедрения антипатогенов

Время внедрения антипатогенов

Мутация модифицирует структуру белков бактерии, появляются устойчивые организмы, передают свою особенность новым и близнаходящимся. Образуются антибиотикоустойчивые штаммы.

Эта картина ежегодно усугубляется, в то время как динамика создания новых антибиотиков неумолимо падает.

События, факты:

  • Ученые информировали, что гены антибиотикорезистентности могут передаваться между микроорганизмами по воздуху посредством взвешенных твердых частиц, образуемых из сточных вод больниц, ферм, крупных предприятий, которые теми или иными путями попадают эти медикаменты.
  • Анализ образцов частиц, собранных из атмосферы различных городов мира показал высокую концентрацию этих генов, особенно в воздухе Сан-Франциско, Пекина. Самыми распространенными во всех взятых образцах выявились гены устойчивости к пенициллинам и ванкомицину – антибактериальному препарату «последнего резерва».
  • Крупномасштабное исследование, включившее десять стран, обнаружило три штамма эпидермального стафилококка, в результате мутации ДНК, ставшего устойчивым практически ко всем антипатогенным препаратам.
  • Как правило, самые жизнестойкие, опасные инфекции внутригоспитального распространения также провоцируются резистентными штаммами.

Несмотря на то, что бактерии набирали свойства невосприимчивости, для экстренных ситуаций медработники имели карбапенемы.

Карбапенемы — антибиотики ультраширокого спектра воздействия, равного 4 антибактериальным препаратам. Высокоактивны в отношении грам+ и грам- бактерий.

Есть микроорганизмы, которые изначально (природно) устойчивы карбапенемам.

Однако у остальных резистентность к ним не вырабатывается редко или же очень медленно.

Однако произошли изменения.

События и факты:

  • США (2016). Зарегистрированы сотни летальных исходов, спровоцированных новой энтеробактерией, не реагирующей ни на один из наличествующих антибиотиков.

Эта супербактерия, возникшая в госпитальных палатах, уносит ежегодно порядка 600 жизней.

  • США (2016). Погибла туристка, посетившая индию. Несмотря на то, что от давно известной бактерия давно известна, ни один из 26 бактерицидов не помог. Штамм был неуязвим.
  • Британские ученые предупреждают, что в ближайшие 5-10 лет, Mycoplasma genitalium, обитающая в органах мочевыделительной и репродуктивной систем также приобретет свойства супербактерии.

Инфекционные заболевания, вызванные ею, переходят половым путем, порождают воспаление уретры, матки, фаллопиевых труб, могут послужить фактором развития бесплодия. Терапия практически не облегчает симптоматики больных, но одновременно вырабатывается нечувствительность микоплазмы к антибактериальным медикаментам.

Реакция официальных организаций:

  • На Генеральной ассамблее ВОЗ (2014) было выражено беспокойство тем, что разбазаривается величайшее достижение науки (1941) – спасающие жизнь антибактериальные препараты; что инфекционные заболевания вновь будут неизлечимыми.
  • Еще 5 лет назад директор Центров по контролю и предотвращению заболеваний (CDC) предупреждал, что мы вскоре мы окажемся «постантибиотической эпохе».

Сегодня, это агентство утверждает, что мы уже находимся в ней. Появилась универсально стойкая бактерия, люди гибнут от ранее легкоизлечимых заболеваний по причине отсутствия бактерицидов, способных вылечить инфекции

  • Всемирная организация здравоохранения выпустила отчёт с анализом разрабатываемых антибактериальных медикаментов. Выводы мрачные: недостаточно лекарств, недостаточно инноваций. На каждое новое лекарство из 51 варианта уже имеются заведомо устойчивые к нему микроорганизмы.
  • Вопрос настолько серьезен, что стоит на повестке Генеральной Ассамблеи ООН. Такого масштаба угроза была при СПИДе, эболе. Теперь это антиобиотикоустойчивость.

Антибиотики не работают. Что делать?

Остро необходим новый класс антибактериальных препаратов, способный убить или хотя бы сдерживать размножение штаммов.

Отметим, что доклад О’Нила затронул не только потребности новых препаратов, но и особой важности человеческого фактора.

Поскольку именно человек в определенном смысле изменил правила игры.

Создание новых антибиотиков: проблемы и перспективы. Причины форсированного распространения резистентности.

При необходимости можно создать и выпустить значительное количество новых антибактериальных препаратов. Поскольку большей частью антибиотики — это соединения, наличествующие в природе миллиарды лет. Они продуцируются микробами, растениями, грибам. Другие препараты создаются химическим путем.

Однако появление новейших антибактериальных средств пробуксовывает.

 Каковы причины? Чем вызвано низкое количество вновь регистрируемых препаратов?

Что происходит в фармакологии?

Довольно бурное (до определенного времени) развитие фармакологии в разработке новых классов, видов, подтипов медикаментозных средств, воздействующих на бактерии, с 2008 года существенно падает. Потому что процесс вывода их на рынок сложен и длинен.

По информации издания Economist из более 40 новых антибактериальных препаратов находящихся сегодня на разных этапах клинических изысканий в пайплайне мировых фармкомпаний дойдут до потребителя нескоро, незначительное количество и при условии миллиардных инвестиций.

По большому счету, вдогонку появляющимся резистентным бактериям, фармакологи занимались модификацией уже знакомых средств.

В России сегодня антибиотики не производятся. Имеется в виду полный цикл производства.

  • Абсолютно для всех классов антипатогенов субстанции ввозятся из-за рубежа. Институт, который реально занимался их разработкой, был закрыт 15 лет назад.
  • Большая часть бактерицидов после регистрации в западных странах, с некоторым промедлением регистрируется Россией.

Производить антибиотики невыгодно!

Причины низкой инвестиционной привлекательности для производителей:

  1. Значительная стоимость доклинических и клинических исследований, разработки, регистрации, вывода на рынок препарата, высокие пошлины, краткие сроки патентной защиты, существенно ограничивающие возможность вернуть вложения, получить прибыль.
  2. Средства, получаемые от реализации новых антибиотиков, не возмещают вложений на их разработку.
  3. Отсутствие дотаций.
  4. Непродолжительный курс лечения антибактериальными медикаментами острой инфекции по сравнению с хроническими, онкологическими, сердечнососудистыми, иными, реализация которых приносит значительно больше прибыли.
  5. Резервирование новых антибиотиков регуляторными органами, ограничение применения в связи со скорым приобретением бактерицидами резистентности.
Причины высокой скорости распространения устойчивых штаммов
  1. Естественные, природные процессы (мутация генов).
  2. Приобретенные под влиянием человека, который внес свою лепту в создание супербактерии бездумным использование антибиотиков:
  1. При лечении заболеваний.
    • Неверная постановка диагноза.
    • Применение не по назначению: эффективный антипатоген, предназначенный для уничтожения бактериальных инфекций, необоснованно назначается, либо самостоятельно применяется при вирусных заболеваниях (ОРВИ).
  2. Скрытая угроза: неконтролируемого получения антибиотиков человеком

 Это происходит посредством необоснованного применения антибактериальных препаратов.

В сельском хозяйстве:

Не только для предупреждения массовых заболеваний скота на животноводческих фермах; как стимулятор роста свиней, коров, птицы на птицефабриках.

В быту:

  • антибактериальное мыло, лосьоны;
  • добавление в зубную пасту;
  • средства для мытья полов;
  • фильтры для воды.

Генеральный директор ВОЗ М.Чен оценила рост антибиотикорезистентности, как глобальный кризис здравоохранения.

Была выражена обеспокоенность бесконтрольностью применения антибиотиков, самолечением, возможностью приобрести без рецептов, что способствует образованию устойчивых штаммов, существенно влияющих на мировую эпидемиологическую ситуацию. В этой связи были особо отмечены Китай, Индия, США, Россия, Франция, которым были даны специальные рекомендации.

Уничтожить супербактерии — смогут суперантибиотики

Уничтожить супербактерии — смогут суперантибиотики

Уничтожить супербактерии — смогут суперантибиотики

Что предпринимается в этом направлении?

Несмотря на все вышеперечисленные факты и причины, накоплен значительный багаж знаний, опыт. Научный мир, недавно восхитивший мировую общественность открытием генов старения(подробнее в этой статье), продолжает осуществлять поиски, добиваться успехов и в выше означенной области.

Применяются методы:

  • молекулярной биологии;
  • медицинской химии;
  • генетики и других соответствующих дисциплин.

Последние достижения

2016, 2017,2018 — годы открытия мощных антибиотиков.

1. Умный ванкомицин

Более полувека медикаментозное средство эффективно применялся против большинства вредоносных патогенов. Но появились резистентные штаммы.

Ученые-исследователи института Скриппса произвели молекулярные преобразования, которые увеличили его мощь тысячекратно, сделали его умнее.

Теперь антипатоген располагает тремя действующими силами: если бактерия, выработавшая устойчивость к ванкомицину, устоит против одной из них, две другие завершат процесс, уничтожив патоген.

Однако пока эта версия препарата находится в лаборатории.

Ученые ищут пути удешевления и упрощения ее производства. Но при этом настаивают, что лекарство должно выпускаться, при любых обстоятельствах, так как способно спасти множество жизней.

2. Параллельно идут работы над технологиями редактирования гена CRISPR в целях противостояния инфекциям.

3. Уникальный алгоритм VarQuest

Начало 2018 отмечено сообщением о том, что российскими биологами из Центра биотехнологии СПбГУ в сотрудничестве с американским ученым Х. Мохимани был разработан алгоритм VarQuest, который основательно форсирует открытие новейших версий известных антибактериальных средств.

В течение часа он обнаружил в 10 раз более вариаций, чем все предыдущие исследования данной области.

Найдено более тысячи вариантов препаратов, паттернов, которые традиционными методами не были бы обнаружены.

По утверждению Мохимани, для такого объема результатов изысканий потребовались бы столетия.

4. Разработан принципиально новый класс антибиотиков против супербактерий

Простые бактерициды (пенициллин) легко справляются с грамположительными бактериями, атакуя белок пептидогликан, расположенный на внешней мембране, проникая внутрь клетки и убивая ее.

Однако супербактерии относятся большей частью к типу грамотрицательных, имеющих более сложное строение. Белок микроорганизма заключен между двух мембран, которые также очередь защищены дополнительным слоем липополисахаридов.

Уже созданы суперантибиотики, способные бороться с такими супербактериями, которые пробиваясь через стенки клеток, блокируют жизненно необходимые ферменты бактерий.

Они относятся к классу ариломицины.

Стало известно, что в сентябре 2018г., продолжая работать над реконструкцией химических характеристик ариломицина, ученые получили инновационную молекулу G0775.

Такого рода антипатогены открываются очень редко!

Во главе исследовательских работ стоит датский ученый доктор Г.Х. Грэм.

Модифицированный антипатоген:

  • Значительно результативнее первоначального;
  • Легко проникает через мембрану клеток особо опасных бактерий, к примеру, успешно справляется со штаммом бактерии Klebsiella pneumoniae, обладающим резистентностью к 13 антибактериальным медикаментам.

Но, несмотря на отменные позитивные результаты, до производства нового лекарственного средства еще далеко.

Руководитель исследований заявил, что продолжаются работы по модификации G0775, цель которых — уничтожения прочих, не поддающихся имеющимся препаратам штаммов бактерий.

Есть ли альтернатива антибиотикам?

При всей важности, неоценимой пользе эти медикаменты не являются панацеей. Необходимы, допустимы и уже появляются другие методы терапии.

1. Бактериофаги — вирусы, уничтожающие бактерии

Они продуцируют ферменты, которые разъедают стенки клеток микроорганизмов, проникают внутрь. Затем фаги реализовывают механизм деления совместно с клетками бактерии до тех пор, пока полностью не заполнят их и те не лопнут.

Интересно!

  • Бактерии не приобретают устойчивости к фагам, так как они эволюционируют вместе с ними.
  • Бактериофаги можно направить избирательно к конкретным бактериям, и они убьют именно их, не принося вреда другим. В отличие от антибиотиков уничтожают бактериальный микроорганизм целиком. Но не любой, а лишь одного вида.
  • Фаги нужно подбирать к конкретным бактериям, для конкретных пациентов.
  • Эти вирусы были созданы еще во времена СССР.

2.  Антибактериальные препараты нового поколения, блокирующие работу генетических конструкций внутри клетки

Их сейчас разрабатывают во всем мире, Россия не исключение.

Стоит задача обмануть клетку, не дать себя разрушить и одновременно определить, блокировать необходимый участок генетической информации, остановив развитие микроорганизма.

Но это пока перспектива. Нужны доработки, клинические испытания. А смерть от супербактерии зафиксирована уже сейчас.

3. Бактериоцины

Отдельные бактерии продуцируют противомикробные токсины — бактериоцины.

Их можно применять для уничтожения себе подобных, особенно в условиях замкнутого пространства, при недостаточности питания.

Преднамеренно введенные в организм бактерии будут уничтожать «родственников» — возбудителей инфекции своими бактериоцинами.

4. Антимикробные (катионные) пептиды

Данные мини-белки разбивают кластеры бактерий, нарушают взаимосвязь между телами, убивают патогенные микроорганизмы. Кроме того пептиды стимулируют иммунитет.

5. Укрепление иммунной системы, как ключевой компонент борьбы с инфекциями

Ученые ведут исследования не только катионных пептидов, но и человеческих антител, которые могут выявлять чужеродные клетки и отправлять иммунной системе команду на уничтожение вредоносных включений.

6. Что зависит от каждого из нас?

Прозвучит банально, но снизить восприимчивость к инфекциям помогут несложные методы упрочения здоровья.

В том числе:

  • Укрепление организма, повышение иммунитета.
  • Отдых, тренировки, употребление жидкости.
  • Гигиена рук после прихода с улицы, во время приготовления пищи.

И, самое главное: поскольку в ближайшие сроки полноценной альтернативы антибиотикам не предвидится, необходимо изменить подход к ним.

В этой связи, несомненно, пригодится ниже приведенная информация.

Обязательные условия применения бактерицидов:

  • Лекарство должно быть назначено специалистом.
  • Самолечение недопустимо и чревато негативными последствиями. Искажается клиническая картина, что затрудняет диагностику недуга, заболевание приобретает хроническую форму. Особо опасно это при тяжелых инфекционных поражениях жизненно важных органов. Неверная постановка диагноза, промедление в лечении способно привести к самым тяжким последствиям.
  • Антибиотиковую терапию не сочетать с препаратами, влияющими на их действие.
  • Следует поддерживать концентрацию средства в организме, для чего необходимо соблюдать равные промежутки, не пропускать приема, не обрывать курса лечения, несмотря на исчезновение симптомов.
  • Капсулы/ таблетки глотать целиком, запивая только водой.
  • В случае отсутствия позитивного эффекта спустя 72 часа — противомикробный препарат не действует, обратитесь к лечащему врачу для изменения назначения.

Особенности взаимодействия лекарств и пищи:

  • Пищевые компоненты даже диетического питания способны оказывать воздействие на всасывание препарата, препятствовать эффективности его воздействия, вызвать побочные реакции.
  • Фруктовые соки, напитки, содержащие кофеин тормозят всасывание медикаментозных средств.
  • Молоко/ и молочные продукты повышают всасывание одних, угнетают усвоение других медикаментов.
  • Грейпфрут, являющийся полезнейшим фруктом, одной из составляющих диеты Дюкана понижает гипотензивное действие медикаментов, снижающих давление, следствием чего может наступить гипертонический криз.
  • Применение анальгетиков, жаропонижающих, противоаллергических средств одновременно с пищей, значительно замедляет наступление ожидаемого эффекта.
  • Рекомендуемые в меню диеты Магги зелень, брюссельская капуста влияют на действие антикоагулянтов, что может стать причиной тромбообразования. Этими же свойствами обладают клюква, чёрный шоколад.
  • Даже такие полезные, богатые калием продукты, как сухофрукты, бананы, картофель в кожуре, абрикосы, употребляемые вместе с калийсберегающими диуретиками, могут привести к гиперкалиемии.

Поэтому, прежде чем сесть на диету, необходимо обязательно проконсультироваться со специалистами и желательно завершить лечение, и только потом принимать решение о возможности/необходимости той или иной диеты.

Резюме

Слухи о приближающемся апокалипсисе гиперболизированы.

Но, несомненно, имеются серьезные основания для:

  • Пересмотра политики изыскательских работ в области создания новых антибиотиков, альтернативных методов борьбы с инфекциями; ограничения распространения резистентных возбудителей.
  • Привлечение к поиску, разработке и доводу до выпуска новых антипатогенов не только крупных фармкомпаний, но также небольших научных групп.
  • Всемерной финансовой поддержки, стимулирование.

Эти работы уже ведутся.

  • Совершенствуется система лабораторий для мониторинга распространения резистентности.
  • Формируется единая база межведомственных данных.
  • Агентство CDC вложило 14,4 млн. долларов для создания сети лабораторий для генетического тестирования бактериальных проб.
  • Предложение лорда О’Нила об учреждении международного фонда для перечислений странами средств из своих бюджетов, предназначенных для развития здравоохранения. И всякая компания, которая сможет вывести на рынок новый антибактериальный препарат должна премироваться из этого фонда суммой от 800 млн. до 1, 3 млрд. долларов — с энтузиазмом поддержано на Давосской встрече делегатами 85 компаний.

Необходимы также:

  • Проведение просветительских работ с населением.
  • Повышение квалификации медработников.
  • Осознанное отношение официальных и частных лиц к вопросам необходимости правильного целевого использования, соблюдения условий применения антибиотиков.

Причины для беспокойства, принятия экстренных и долгосрочных мер однозначно имеют место, но оснований для паники нет.

 Будем и впредь следить за дальнейшим развитием событий, достаточно значимых для каждого из нас, здравоохранения и человечества как такового.

Синтезирован суперантибиотик, к которому не вырабатывается резистентность

Химики из Научно-исследовательского института Скриппс, модифицировав антибиотик ванкомицин, получили вещество, проявляющее по отношению к устойчивым к ванкомицину энтерококкам в сотни раз более высокую противомикробную активность, чем у применявшихся ранее производных ванкомицина. Помимо высокой противобактериальной активности достоинство нового вещества еще и в том, что патогенные микроорганизмы не смогли выработать к нему резистентность даже за 50 поколений, в то время как устойчивость ко многим другим антибиотикам появляется уже в десятом поколении «знакомых с ним» бактерий.

Последняя линия обороны человечества от патогенных бактерий (см. Lines of therapy), возможно, скоро пополнится новым антибиотиком «последнего резерва», или «последней надежды», — так называют лекарства, используемые тогда, когда все остальные медикаменты не помогли (см. Drug of last resort). Синтезированное в Научно-исследовательском институте Скриппс вещество, получившее пока обозначение «ванкомицин 3.0», успешно борется с самыми опасными для цивилизации патогенными микроорганизмами — микробами, устойчивыми к действию классических антибиотиков «первой линии обороны» (то есть таких, которым отдается предпочтение при борьбе с конкретной инфекцией).

С момента появления антибиотиков первого поколения ситуация с разработкой препаратов против инфекционных заболеваний напоминает гонку вооружений (см. Evolutionary arms race). Схема каждый раз одна и та же. Специалисты по медицинской химии запускают в производство «новую надежду» — антибиотик, работающий более эффективно, чем предыдущие версии препаратов. Однако микроорганизмы вырабатывают резистентность (устойчивость к действию того или иного фармацевтически активного вещества; см. Антибиотикорезистентность) к нему и «наносят ответный удар». Такую перспективу еще в 1945 году в своей Нобелевской речи предсказывал изобретатель пенициллина Александр Флеминг.

В наши дни патогенные микроорганизмы, резистентные к действию антибиотиков, становятся причиной смерти от инфекционных заболеваний не только в развивающихся государствах, но и в странах с развитой медицинской инфраструктурой (более подробно о проблемах, которые ставит перед человечеством устойчивость бактерий к антибиотикам, можно прочитать в статье Антибиотиковый апокалипсис).

Врачи стараются применять антибиотики последней линии обороны («последнего резерва») только в крайнем случае. Почему? Во-первых, чаще всего эти вещества сложны для промышленного производства, что не может не оказать влияние на их стоимость. Во-вторых, после терапии такими мощными антибиотиками пациенту обычно приходится проходить дополнительный курс лечения, чтобы восстановить организм. В-третьих, частое применение антибиотиков «последнего резерва» может способствовать выработке у патогенных микроорганизмов резистентности к их действию, что, очевидно, сделает препарат бесполезным.

В 1958 году в списке антибиотиков «последнего резерва» появился ванкомицин (или ванкомицин 1.0; см. рис. 1), показавший свою эффективность в борьбе с метициллинрезистентным золотистым стафилококком (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) (см. McCormick MH et al., 1955–1956. Vancomycin, a new antibiotic. I. Chemical and biologic properties). Из-за появления штаммов, устойчивых к действию ванкомицина 1.0, эффективность этого препарата значительно упала. Однако через полвека после начала его применения специалисты по медицинской химии разработали ряд его производных, получивших общее обозначение «ванкомицин 2.0» (см. B. M. Crowley, D. L. Boger, 2006. Total synthesis and evaluation of [Ψ[CH2NH]Tpg4]vancomycin aglycon: Reengineering vancomycin for dual D-Ala-D-Ala and D-Ala-D-Lac binding). Не дожидаясь, когда станет бесполезным и ванкомицин 2.0, исследователи предложили третью модификацию этого антибиотика — ванкомицин 3.0. Изменениям подверглось три элемента структуры антибиотика, и за счет этого он получил способность наносить тройной, комбинированный удар по бактериям. Исследователи подбирали модификации, опираясь на знания о механизме работы ванкомицина 1.0.

Ванкомицин убивает бактерии, препятствуя строительству их клеточных стенок. Известная с 1958 года версия антибиотика способна связываться с расположенным на N-конце белка фрагментом, состоящим из двух остатков аминокислоты D-аланина (D-Ala-D-Ala). Поскольку такой N-концевой фрагмент характерен сразу для двух вовлеченных в строительство клеточных мембран ферментов — трансгликозилазы (см. Гликонеогенез) и транспептидазы (см. Пептидогликан), «секретное оружие» ванкомицина было способно убивать сразу двух зайцев, затрудняя работу сразу обоих ферментов. Однако эволюция бактерий привела к тому, что в некоторых штаммах N-концевой D-аланильный остаток трансгликозилазы и транспептидазы сменились на остатки D-молочной кислоты (D-Lac), что значительно понизило способность ванкомицина распознавать свою мишень. Резистентность к ванкомицину привела к появлению двух опасных штаммов: появились ванкомицинрезистентные энтерококки (VRE) и ванкомицинрезистентный золотистый стафилококк (VRSA). Они наряду с другими «супербактериями», устойчивыми к действию других антибиотиков, являются причиной около 25 000 случаев смерти из всех ежегодно регистрируемых в США. Правда, какая доля из этих 25 тысяч происходит по вине микроорганизмов, устойчивых именно к ванкомицину, выяснить довольно сложно.

Для решения проблемы резистентности, связанной с появлением у ферментов, отвечающих за синтез клеточных стенок бактерий, N-концевой группы D-Lac, ученые из группы Дейла Боджера (Dale Boger), работающие в Научно-исследовательском институте Скриппс, решили синтезировать модификацию ванкомицина, нацеленную сразу на две молекулярные мишени и, таким образом, обладающую двойным действием. Предполагалось, что эта версия антибиотика (ванкомицин 2.0) будет способна связываться и с нормальными ферментами, последовательность которых оканчивается фрагментом D-Ala, и с их мутировавшими аналогами, на N-конце которых локализован остаток D-Lac. Антибиотик, обладающий двойным действием и способный связываться с обеими версиями трансгликозилазы и транспептидазы, был получен в 2011 году (см. Xie J. et al., 2011. A redesigned vancomycin engineered for dual D-Ala-D-ala And D-Ala-D-Lac binding exhibits potent antimicrobial activity against vancomycin-resistant). Параллельно и независимо от группы Боджера способы борьбы с ванкомицинрезистентными штаммами разрабатывали и другие исследовательские группы — и они тоже достигли в этом успеха. Так, еще одно производное ванкомицина — оритаванцин — могло бороться с бактериями, обладающими «сверхспособностями», взаимодействуя непосредственно с фосфолипидной мембраной бактериальной клетки, изменяя ее надмолекулярную организацию. Такое взаимодействие разрыхляет мембрану клетки, делая ее более проницаемой и неспособной обеспечивать ее целостность (см. O. Domenech et al., 2009. Interactions of oritavancin, a new lipoglycopeptide derived from vancomycin, with phospholipid bilayers: Effect on membrane permeability and nanoscale lipid membrane organization).

В новом препарате (ванкомицине 3.0, см. рис. 2) Боджер с коллегами решил объединить сразу три оружия против резистентных бактерий:

1) способность блокировать работу нормальных трансгликозилазы и транспептидазы;

2) способность ингибировать строительство клеточных стенок мутировавшими ферментами;

3) способность разрыхлять клеточную мембрану супербактерии, делая ее органеллы более уязвимыми к действию веществ, находящихся снаружи клетки.

<p><b>Рис. 2. </b>Новый кандидат в <a href=/"https://en.wikipedia.org/wiki/Drug_of_last_resort" target=_blank>антибиотики «последнего резерва»</a> — «ванкомицин 3.0».

Решить поставленную задачу удалось: оказалось, что новое вещество оказывает в 10 000 раз более сильное действие на ванкомицинрезистентные энтерококки по сравнению с ванкомицином 1.0. Кроме того, оно в 250 раз мощнее оритаванцина. Судя по косвенным данным, ванкомицин 3.0 также примерно в 250 раз эффективнее таких антибиотиков, как далбаванцин и телаванцин (см. Telavancin), но прямых экспериментальных доказательств этого факта пока еще не получено. Столь высокая эффективность нового препарата, по всей видимости, обеспечивается тем, что в новом препарате Боджер с коллегами решил объединить сразу три оружия против резистентных бактерий. Ванкомицин 3.0 способен разрушать клеточные стенки, а также препятствовать их росту, ингибируя действие ферментов трансгликозилазы и транспептидазы.

Правда, момента появления ванкомицина 3.0 в аптеках и арсенале больниц пока придется подождать. Для начала Боджер планирует понизить число стадий, необходимых для синтеза нового антибиотика, ведь чем меньше этапов нужно пройти в синтезе фармацевтически активного препарата, тем меньше его себестоимость. Также необходимы испытания нового антибиотика на лабораторных животных, а затем и на людях-добровольцах. В том случае, если все эти планы удастся реализовать, последняя линия обороны человечества от опасных инфекций значительно укрепится.

Источник: Akinori Okanoa, Nicholas A. Isleya, Dale L. Boger. Peripheral modifications of [Ψ[CH2NH]Tpg4]vancomycin with added synergistic mechanisms of action provide durable and potent antibiotics // PNAS. 2017. DOI: 10.1073/pnas.1704125114.

См. также:
Картинка дня Ванкомицин.

Аркадий Курамшин

Теиксобактин — супер-антибиотик | lllolll.RU

Американские ученые открыли новый вид антибиотиков, которые способны убивать большинство резистентных бактерий.

Длительное применение антибиотиков в медицине привело к тому, что возникли штаммы микробов, устойчивые к их воздействию. Это явление называется резистентностью. Но в случае с новым антибиотиком, который называется теиксобактин, все совершенно не так. Он успешно справляется практически с любыми микробами, резистентными к пенициллину, тетрациклину и прочим антибиотикам.

Открыли теиксобактин ученые из Северо-восточного бостонского университета. Чтобы отыскать новый вид антибиотиков, они изучали почвенную микрофлору. Как известно, в почве содержится огромное количество бактерий — но лишь 1% из них можно культивировать в лаборатории.

Ученые разработали новый метод, позволяющий выращивать почвенные бактерии в условиях, близких к натуральным. Это позволило вырастить в лаборатории почти половину всех известных микробов, обитающих в почве. В процессе роста бактерии производят химические вещества, замедляющие рост других бактерий или убивающие их. Изучая «химию» выращенных микробов, ученые открыли около 25 видов новых антибиотиков.

Самым многообещающим из них стал теиксобактин. Он способен убивать почти все виды грам-позитивных бактерий, включая штаммы, обладающие резистентностью. Теиксобактин успешно справляется даже с микробами, которые вызывают такие сложно излечимые заболевания, как пневмония, сепсис и туберкулез.

Марк Вулхаус, профессор Эдинбургского университета, не сдерживает восторгов по поводу нового открытия: «Более всего меня радует то, что это может быть лишь верхушкой айсберга в новой эре антибиотиков».

Исследователи полагают, что применение теиксобактина не будет приводить к возникновению резистентных штаммов. Дело в том, что молекула теиксобактина связывается с жирами, из которых состоят клеточные оболочки бактерий. Поэтому микробам будет очень трудно развить устойчивость к действию нового антибиотика. Профессор Левис, один из исследователей теиксобактина, говорит: «Это антибиотик, который от природы лишен эффекта резистентности. Раньше мы такого никогда не встречали.»

Сейчас теиксобактину предстоит долгий период тестов — ученые должны убедиться, что он не токсичен для людей.

Суперантибиотики все ближе - МедНовости

20 июня 2017 года, 07:56

Израильские ученые в процессе изучения антибактериальных свойств природных пептидов создали антибиотик, действующий даже на бактерии со множественной лекарственной устойчивостью.

Исследователи создали особую комбинацию пептидов с антибактериальными свойствами. Она была получена из случайных повторений двух аминокислот с необходимыми свойствами. Исследования показали, что эти пептиды эффективно уничтожают многие бактерии, в том числе те, которые, как установлено, обладают высокой устойчивостью к различным антибиотикам. В сотрудничестве с доктором Максимом Рядновым из Национального института физики Англии (England’s National Institute of Physics)исследователи смогли предсказать механизм пептидов антимикробной активности. Было обнаружено, что пептидные смеси успешно перфорируют клеточную мембрану бактерий и создают в ней поры.

Исследование было проведено группой ученых из Института биохимии, науки о пищевых продуктах и питания, а также факультета сельского хозяйства, пищи и окружающей среды при Еврейском университете (Hebrew University’s Institute of Biochemistry, Food Science and Nutrition at the Robert H. Smith Faculty of Agriculture, Food and Environment in Rehovot) под руководством доктора Цви Хаюка (Zvi Hayouka). В ходе экспериментов сначала выяснилось, что новое вещество эффективно уничтожает лекарственно устойчивые бактерии, но при этом повреждает человеческие эритроциты. Тогда ученые провели определенное химическое изменение пептидной смеси, в процессе которого токсичность для клеток организма человека исчезла, но сохранилась антибактериальная активность. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Немецкого химического общества Angewandte Chemie.

Рецензенты назвали исследование «самым важным открытием» в области антибиотиков, передает газета Jerusalem Post. Сами ученые считают, что результаты их исследований «будут способствовать созданию новых антибиотиков и в будущем помогут снизить смертность от инфекционных заболеваний».

Напомним, что еще в 2008 году итальянские ученые предложили синтезировать мощный антибиотик из защитных пептидов, вырабатываемых кожей лягушек и жаб. Позднее более подробные исследования о влиянии пептидов, содержащихся в слизи лягушек, на рост патогенной флоры и различных бактерий было проведено учеными из Арабских Эмиратов и Китая. В этом году были также опубликованы результаты аналогичного исследования, которое провели ученые из Индии и США. Они исследовали влияние 32 пептидов из слизи индийской лягушки на штаммы различных бактерий и вирусов. Оказалось, что 4 пептида способны бороться с вирусом человеческого гриппа. Сейчас перед учеными стоит задача сделать антимикробные пептиды устойчивыми к разрушению ферментами человека, чтобы превратить их в лекарственное средство.

Попытки создать супер-антибиотик предпринимались и раньше, причем некоторые из них увенчались ощутимым успехом.

Так, в 2013 году ученые из фармацевтической компании Astex Pharmaceuticals (Калифорния, США) сообщили об успешных испытаниях на животной модели нового белкового антибиотика широкого спектра действия, активного в отношении супермикробов - микроорганизмов, устойчивых к действию других антибактериальных средств, в том числе в отношении метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA), а также возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis. Антибиотик, полученный учеными, назвали Эпимерокс (Epimerox ). Механизм его действия сходен с принципом действия вирусов-бактериофагов. Этот принцип ученые использовали не впервые: в 2012 году группа ученых из Питтсбургского и Калифорнийского университетов сообщила об обнаружении бактериофагов, способных поражать клетки бактерии Propionibacterium acnes, которая способствует развитию воспалительного процесса в сальных железах кожи.

В 2015 году ученые из Северо-Восточного университета в Бостоне совместно с коллегами из Боннского университета в Германии объявили об открытии нового класса антибиотиков. Группа получила название «Теиксобактины». Антибиотик теиксобактин, полученный из почвенной грамотрицательной бактерии Elephtheria terrae в ходе исследования более 10000 штаммов почвенных бактерий, воздействовал не на структурные белки других микроорганизмов, а на компоненты их  клеточных стенок, разрушая их. Действие нового антибиотика проверили на резистентных к другим антибиотикам бактериях – золотистом стафилококке (Staphylococcus aureus) и пневмококке (Streptococcus pneumoniae), и получили хорошие результаты, в ходе которых теиксобактины были признаны очень перспективным направлением.

В июне 2017 года ученые из Исследовательского института Скриппс в Ла Хойе, Калифорния, модифицировали довольно старый антибиотик ванкомицин для работы с резистентными бактериями и усилили его действие в 25 тысяч раз, создав молекулу с тремя разными принципами действия. Принцип его действия также основан на истончении клеточной стенки эволюционировавших бактерий. Опыты показали, что бактерии не могут выработать устойчивость к нему даже после пятидесяти раундов обработки. С другими антибиотиками хватает всего нескольких раундов. Правда, до завершения разработки нового супер-ванкомицина еще далеко, вещество должно пройти тестирование бактериях, затем на животных, а потом и клинические испытания на людях.

Ученые всего мира давно мечтают о создании суперантибиотика, в настоящее время это вопрос №1, который стоит перед  фармацевтами. Болезнетворные бактерии, устойчивые к антибиотикам, пока выигрывают гонку с человечеством: ученые просто не успевают создавать все новые и новые лекарства, которые бы опережали возникновение резистентности у бактерий. У этой гонки существует всего два варианта победы для человека: либо критическим образом ограничить применение антибиотиков, что в данный момент не представляется возможным сделать, либо изобретать все новые и новые препараты, к которым у болезнетворных бактерий не будет возникать устойчивости. Работа ведется сразу в нескольких направлениях в разных странах мира, и, возможно, появление супер-лекарства уже не за горами.

Новый антибиотик убивает всех | Наука и жизнь

Бактерии легко приспосабливаются к новым антибиотикам, сколь бы хитроумными они ни были. Однако с новым веществом, полученным из почвенной бактерии, лекарственноустойчивым микробам, похоже, придётся надолго уступить свои позиции.

Множество широко используемых лекарств пришло к нам в буквальном смысле из земли – из грибов и бактерий, обитающих в почве. (Всем известный пенициллин впервые был получен из почвенного грибка Penicillium notatum.) В своё время пенициллин произвёл революцию в биологии и медицине – и, возможно, новое открытие, сделанное исследователями из Северо-Восточного университета (США) вместе с коллегами из компании NovoBiotic Pharmaceuticals, окажется столь же грандиозным: им удалось обнаружить почвенную бактерию, чей антибиотик был сильнее любого, сколь угодно устойчивого к антибиотикам микроба.

Микрофотография некоторых почвенных бактерий. (Фото Simko / Visuals Unlimited / Corbis.)

Устройство Ichip с камерами для культивации бактерий, вытащенное из почвы. (Фото Northeastern University.)

Лекарственная устойчивость бактерий ныне стала настоящей головной болью для медиков: благодаря пластичности генетического аппарата и способности обмениваться генами бактерии могут приспособиться фактически к любому лекарству, будь оно из какого-нибудь естественного источника или же синтезировано с нуля в лаборатории. Любопытно, что микробам даже не нужно контактировать с антибиотиками: нужный ген может попасть к ним по цепочке от других клеток. Причём устойчивость может развиваться не против какого-то одного средства – в таком случае проблем бы никаких не было – а против целых групп антибиотиков. Наверно, самый известный пример здесь – метициллин-резистентный стафилококк, или MRSA, устойчивый к широкому спектру лекарств. Его часто используют как модельный исследовательский объект, чтобы понять механизмы, задействованные при развитии лекарственной устойчивости, а заодно и для испытания новых веществ, которые могли бы такую устойчивость преодолеть.

Теиксобактин, описываемый в свежей статье в Nature, оказался просто таки волшебным средством, «пробивающим» абсолютно любое сопротивление со стороны патогенных бактерий. Он не просто убивал MRSA и туберкулёзную Mycobacterium tuberculosis (которая тоже славится умением игнорировать антибиотики) – авторам работы вообще не удалось найти ни одной разновидности лекарственной устойчивости, которую теиксобактину не удалось бы преодолеть. Поначалу, обнаружив такое, исследователи посчитали, что у них в руках оказался какой-то редкостный яд, который будет убивать не только бактерий, но и самого больного. Однако опасения не подтвердились: мыши, которым сначала вводили смертельные дозы патогенов, а потом добавляли ещё и теиксобактин, оставались в живых, и никаких признаков отравления новым веществом у них не было.

Суперантибиотик выделили из доселе неизвестной почвенной бактерии Eleftheria terrae, которую к тому же, как оказалось, невозможно выращивать с помощью обычных лабораторных методов. То есть бактерия нуждается в таких веществах и в такой пропорции, которые можно найти только в почве, но не в микробиологических питательных средах. Чтобы поймать капризного микроба, Киму Льюису (Kim Lewis) и его коллегам пришлось использовать недавно изобретённое устройство под названием Ichip: образец почвы разбавляют так, чтобы бактериальные клетки смогли поштучно распределиться между несколькими десятками микрокамер, заполненных агаром и отделённых от внешней среды полупроницаемой мембраной. Затем устройство погружали в почву: бактерии в камерах не могли покинуть их, но могли получать через мембрану необходимые для роста и размножения почвенные вещества. Так удалось выделить и размножить бактерию с теиксобактином.

В чём причина его суперсилы? Новый антибиотик портит клеточную стенку микробов, здесь он сходен со многими другими «коллегами», но конкретная его мишень вовсе не фермент, отвечающий за ту или иную стадию её сборки, и не пептид, входящий в её состав. Теиксобактин связывается с предшественниками пептидогликана и тейхоевой кислоты, из которых складывается клеточная стенка. Антибиотик взаимодействует с очень консервативным участком в полимерных структурах, настолько консервативным, что до сих пор ни у одной бактерии не удалось найти в нём каких-либо модификаций. Обычно, если лекарство бьёт по структурному белку, или белку-ферменту, микробы используют мутации, которые так меняют структуру белка, что он продолжает выполнять свою работу, но делается нечувствительным к антибиотику. Однако в данном случае вещество нацелено против исключительно важных молекулярных комплексов, которые в принципе не терпят никаких мутаций. То есть нельзя никак изменить ферменты, отвечающие за этот кусок клеточной стенки, чтобы он (полимерный кусок) стал невидим для антибиотика.

Похожий механизм действия можно найти у ванкомицина, но он связывается с пептидным компонентом клеточной стенки, который сам по себе можно изменить без вреда для клетки. Что бактерии и сделали: уже почти 30 лет мы имеем дело с ванкомицин-устойчивыми микробами, которые промутировали упомянутый пептид.

Сама бактерия, производящая теиксобактин, устроена так, что ей нет нужды защищаться от собственного антибиотика: в её клеточной стенке нет мишеней для него. Скорее всего, готовых генов против теиксобактина в природе нет, и приобрести устойчивость к нему благодаря горизонтальному переносу нужного гена от одной бактерии к другой просто невозможно. Не исключено, что устойчивость к теиксобактину всё же появится, но это займёт намного больше времени, чем обычно. И всё же более корректно было бы сказать, что новый антибиотик убивает всех – пока...

Однако сам по себе способ ловли почвенных бактерий, которых невозможно выделить обычными лабораторными методами, может и впредь снабжать нас целыми классами лекарств, с которыми патогенным микроорганизмам будет очень трудно справиться. Считается, что лишь 1% существующих микробов поддаётся культивации в лабораториях. Прочих же мы можем видеть только в небольшом количестве в образцах почв или вод и в результатах генетического анализа, сканирующего всю ДНК в таких образцах. Разрабатывая новые методы, подобныеIchip, с помощью которых мы сможем лучше изучать микробное разнообразие, мы тем самым можем получить богатый источник новых лекарств – кто знает, какие секреты прячут в себе бактерии, остающиеся пока что невидимыми для исследователей.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о