Антибиотики, меняющие форму, обманывают устойчивые к лекарствам бактерии
Нет никаких сомнений в том, что открытие антибиотиков чуть менее 100 лет назад оказало глубокое влияние на мир. Однако рост устойчивых к лекарствам бактерий в настоящее время рисует более мрачную картину: некоторые исследования предсказывают, что к 2050 году они могут унести до 10 миллионов жизней.
Новое исследование, проведенное нью-йоркской лабораторией Колд-Спринг-Харбор (CSHL), предполагает, что ключ может заключаться в том, чтобы победить бактерии в их собственной игре, адаптируясь и меняясь в режиме реального времени, чтобы разрушить защиту патогенов.
Используя инновационную методику быстрого синтеза химических соединений (клик-химия), молекулярный процесс, который принес ученым Кэролин Бертоцци, Мортену Мельдалю и Барри Шарплессу Нобелевскую премию в 2022 году, исследователи создали антибиотик с более чем миллионом конфигураций его химической структуры.
Термин клик-химия был впервые введен Б. Шарплессом в 2001 году. Данное понятие описывает химические реакции, приспособленные для быстрого и надёжного получения химических веществ путём соединения между собой отдельных маленьких элементов. Клик-химия не касается отдельной реакции, но была задумана как подражание природе, которая также создает соединения из модульных элементов. Концепция возникла в связи с поиском новых подходов к генерированию больших количеств структур-кандидатов фармацевтических препаратов.
Ученые надеются, что этот вид антибиотика сможет перехитрить виды бактерий, против которых существующие лекарства становятся все более слабыми.
«Клик-химия — это здорово, — говорит Джон Мозес, профессор CSHL. «Она дает вам уверенность и лучший шанс для создания сложных вещей».
Ключом к открытию стала молекула под названием буллвален, которая является флюксионной молекулой, то есть ее атомы могут меняться местами.
С этой молекулой в основе и мощным антибиотиком ванкомицином в качестве «боеголовок» на внешней стороне лекарство обладает способностью «изменять форму» своей структуры, чтобы проникнуть сквозь защиту устойчивых штаммов бактерий.
Важно отметить, что когда этот новый вид препарата был проверен в испытаниях на зараженных бактериями личинках восковой моли, он оказался более эффективным, чем просто ванкомицин сам по себе, и патоген не смог выработать к нему устойчивость.
А учитывая, что миллионы человек в мире ежегодно заражаются лекарственно-устойчивыми бактериальными или грибковыми инфекциями, а сотни тысяч умирают от этих заболеваний, крайне важно найти новые антибиотики, способные перехитрить постоянно эволюционирующие патогены.
«Если мы сможем изобрести молекулы, которые означают разницу между жизнью и смертью, это будет величайшим достижением», — сказал Джон Мозес.
Исследование было опубликовано в журнале PNAS.