В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые из Вистаровского института (The Wistar Institute) описали новый класс антибиотиков против панрезистентных бактериальных патогенов с одновременным быстрым иммунным ответом для борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам.
Актуальность вопроса
Существующие антибиотики нацелены на основные бактериальные функции, включая синтез нуклеиновых кислот и белков, построение клеточной мембраны и метаболические пути. Однако бактерии могут приобрести лекарственную устойчивость, мутируя бактериальную мишень, против которой направлен антибиотик, инактивируя лекарственные препараты.
Материалы и методы исследования
В новом исследовании ученые сосредоточились на метаболическом пути бактерий — идеальной мишени для антибиотиков. Этот путь, называемый метил-D-эритритол фосфат (MEP) или немевалонатный путь, отвечает за биосинтез изопреноидов — молекул, необходимых для выживания клеток в большинстве патогенных бактерий. Ученые нацелились на фермент IspH, необходимый в биосинтезе изопреноидов. Учитывая широкое присутствие IspH в бактериальном мире, этот метод может быть нацелен на широкий спектр бактерий.
Исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы проверить несколько миллионов коммерчески доступных соединений на их способность связываться с ферментом. Ученые выбрали наиболее мощные соединения, которые ингибировали функцию IspH в качестве отправной точки для открытия нового класса антибиотиков.
Результаты научной работы
Поскольку ранее доступные ингибиторы IspH не могли проникнуть через бактериальную клеточную стенку, авторы постарались идентифицировать и синтезировать новые молекулы ингибитора IspH, которые были способны проникать внутрь бактерий. Авторы исследования продемонстрировали, что ингибиторы IspH стимулируют иммунную систему с более мощной антибактериальной активностью и специфичностью, чем современные лучшие в своем классе антибиотики. Исследователи протестировали ингибиторы IspH in vitro на клинических изолятах антибиотикорезистентных бактерий, включая широкий спектр патогенных грамотрицательных и грамположительных бактерий. В доклинических моделях грамотрицательной бактериальной инфекции бактерицидные эффекты ингибиторов IspH превосходили традиционные антибиотики. Все испытанные соединения оказались нетоксичными для клеток человека.
Авторы другого исследования обнаружили, что антибиотики помогут предотвратить посттравматический артроз.
