Супер-антибиотик новейшего поколения

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