Новый антибиотик против супербактерий

Исследователи из Университете Иллинойса в Чикаго разработаали новый тип антибиотика, который воздействует на два различных клеточных механизма и в 100 миллионов раз затрудняет развитие устойчивости у бактерий.

В статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology, ученые рассказывают, как класс синтетических препаратов, называемых макролонами, нарушает функцию бактериальных клеток в борьбе с инфекционными заболеваниями. Большинство супербактерий появляется в результате накопления мутаций в их ДНК, защищающих их от действия антибиотиков. Эксперименты показывают, что макролоны могут действовать двумя различными способами – либо вмешиваясь в выработку белка, либо разрушая структуру ДНК.

Поскольку бактериям пришлось бы защищаться от обеих атак одновременно, исследователи подсчитали, что лекарственная устойчивость практически невозможна.

«Преимущество этого антибиотика в том, что он убивает бактерии, поражая две разные мишени», - говорит Александр Манкин, заслуженный профессор фармацевтических наук Университета Иллинойса, - «Если антибиотик поражает обе мишени в одинаковой концентрации, то бактерии теряют способность становиться устойчивыми из-за случайных мутаций в любой из двух мишеней».

Макролоны - это синтетические антибиотики, которые сочетают в себе свойства двух широко используемых антибиотиков с различными механизмами действия — макролидов и фторхинолонов.. Макролиды, такие как эритромицин, блокируют рибосомы, фабрики по производству белков в клетке. Фторхинолоны, например, ципрофлоксацин, воздействуют на специфический для бактерий фермент, называемый ДНК-гиразой. ДНК-гираза необходима для осуществления важнейших клеточных процессов — репликации, деления клеток, транскрипции.

Ученые провели серию экспериментов, чтобы изучить, как различные препараты класса макролонов взаимодействуют с рибосомой и ДНК-гиразой.

Хотя многие препараты лучше блокировали ту или иную мишень, наиболее перспективным оказался препарат, который воздействовал на обе мишени в минимальной эффективной дозе.

Выяснилось, что макролоны сильнее связываются с рибосомой, чем традиционные макролиды, и способны блокировать работу рибосом у штаммов бактерий, устойчивых к обычным макролидам.

Наиболее перспективным лекарственным средством оказался препарат, который эффективно воздействовал как на рибосомы, так и на ДНК-гиразу уже при низкой дозе. Такое двойное действие практически исключает возможность для бактерий развить простые механизмы защиты от данного антибиотика.

«По сути, поражая две цели в одинаковой концентрации, вы практически лишаете бактерии возможности легко создать простую генетическую защиту», - объясняет один из руководителей исследования доцент биологических наук Университета Иллинойса Юрий Поликанов.

Марина КЫН