Исследователи обнаружили новую молекулу, которая действует на широкий спектр болезнетворных бактерий - даже на штаммы, резистентные к коммерческим препаратам, - и не токсична для клеток человека.
Молекула была обнаружена в образцах почвы, собранных в саду одного из участников исследования. Это открытие показывает, что «есть очень интересные вещи, которые лежат на виду», - говорит Ким Льюис, микробиолог из Северо-Восточного университета США, который не принимал участия в исследовании. «Похвально, что они знали, что искать». Новейшая молекула воздействует на фабрику бактерий по производству белка - рибосому - так, как не действуют другие антибиотические препараты. Рибосома - привлекательная мишень для антибиотиков, потому что бактерии не так легко развивают устойчивость к препаратам, нацеленным на эту структуру, добавляет Льюис.
Поиск новых антибиотиков необходим, потому что бактерии приобретают все большую устойчивость к существующим препаратам. В 2021 году резистентность бактерий к противомикробным препаратам стала причиной 1,1 миллиона смертей во всем мире, а к 2050 году эта цифра может увеличиться до 1,9 миллиона. «Кризис устойчивости к антибиотикам - это экзистенциальная угроза для медицины», - утверждает Джерри Райт, химический биолог из Университета Макмастера (Канада) и соавтор исследования, опубликованного на днях в журнале Nature.
Райт и его коллеги задались целью найти микробы, которые выработали ранее неизвестные способы уничтожения патогенов. Они собрали образцы почвы в чашки Петри с питательной средой и хранили их в течение года. Затем микроорганизмами, выделенными из этих образцов воздействовали на кишечную палочку. Один из образцов показал мощную антибактериальную активность - это был вид, принадлежащий к роду Paenibacillus. Дальнейший скрининг, секвенирование генома и структурный анализ показали, что бактерия производит молекулу, принадлежащую к группе пептидов, которые известны своей прочностью. «Это хорошая, очень компактная и невероятно прочная структура», - говорит Райт.
Молекула, которую исследователи назвали лариоцидин, связывается с рибосомой, а также с трансферной РНК, которая поставляет рибосоме аминокислотные строительные блоки, необходимые ей для соединения пептидных цепей. Таким образом, лариоцидин препятствует правильному считыванию генетического кода, а также повреждает его, искажая результат. В конечном итоге это означает, что рибосома производит неправильные пептиды, некоторые из которых, вероятно, оказываются токсичными для бактерии и убивают ее, поясняет Льюис. А поскольку лариоцидин действует не так, как другие антибиотики, патогены еще не выработали к нему резистентность, добавляет он.
В исследованиях лариоцидин замедлял рост целого ряда распространенных бактериальных патогенов, включая многие штаммы с множественной лекарственной устойчивостью. При этом авторы не обнаружили никаких признаков токсичности в отношении человеческих клеток. Исследователи также использовали лариоцидин для лечения мышей, зараженных Acinetobacter baumannii C0286, устойчивой к карбапенемам, которые считаются антибиотиками последнего выбора. Мыши, не получавшие лечения, не выживали более 28 часов после инфицирования, но мыши, получавшие препарат, были все еще живы через 48 часов и имели более низкий уровень бактерий в крови.
По словам Райта, сейчас он и его коллеги работают над тем, чтобы повысить эффективность молекулы как потенциального лекарства. Они хотят повысить ее эффективность, чтобы для уничтожения бактерий требовались меньшие дозы. Прежде чем молекула станет лекарством, применяемым для лечения людей, потребуется провести еще много исследований, в том числе выяснить, как она накапливается в организме и как выводится из него. Молекула также довольно велика, а это значит, что фармацевтические компании, вероятно, захотят найти способы создания более компактных версий, с меньшим риском внецелевого воздействия, полагает Льюис.
