Супер-ванкомицин
Американские химики создали антибиотик, убивающий «супербактерий»
Американские биохимики модифицировали структуру антибиотика ванкомицина таким образом, что он начал уничтожать микробов, выработавших устойчивость к оригинальной версии этого лекарства, говорится в статье Peripheral modifications of [Ψ[CH2NH]Tpg4]vancomycin with added synergistic mechanisms of action provide durable and potent antibiotics, опубликованной в журнале PNAS.
«Доктора могут использовать эту версию ванкомицина без боязни того, что микробы выработают устойчивость к его молекулам. Он действует на бактерий тремя разными путями, благодаря чему его «живучесть» многократно возросла. Микробы просто не могут одновременно искать пути решения трех разных задач – даже если они справятся с одним механизмом действия, два других его обязательно убьют», – заявил Дейл Боуджер (Dale Boger) из Института Скриппса в Ла-Хойе (в пресс-релизе New antibiotic packs a punch against bacterial resistance – ВМ).
В последние годы перед медиками все шире и острее становится проблема появления так называемых «супер-бактерий» – микробов, стойких к действию одного или нескольких антибиотиков. Среди них есть как редкие возбудители инфекций, так и очень распространенные и опасные патогены, такие как золотистый стафилококк (Staphilococcus aureus) или пневмококк (Klebsiella pneumoniae). Возникла реальная опасность того, что все антибиотики потеряют свою эффективность и медицина вернется в «темные века».
Главными «инкубаторами» таких микробов, как считают ученые сегодня, являются больницы и животноводческие фермы, где антибиотики используются для ускорения роста мясных пород скота. И на фермах, и в больницах сосредоточены большие количества и потенциальных носителей инфекции, и самих бактерий, и антибиотиков, заставляющих их эволюционировать и не дающих «обычным» бактериям вытеснить менее плодовитых супер-микробов.
Как заявляют Боуджер и его коллеги, им удалось найти потенциальное решение для этой проблемы, модифицировав один из «антибиотиков последней надежды», ванкомицин, к которому некоторые микробы уже начали вырабатывать устойчивость из-за того, что он используется в медицинской практике уже около 60 лет.
Команда Боуджера уже несколько лет занимается разработкой новых версий этого антибиотика, при создании которых ученые не просто пытаются повысить его эффективность, но сделать молекулу «неуязвимой» для эволюционных процессов, заставляющих микробов превращаться в «супербактерий».
Для решения этой задачи ученые проанализировали трехмерную структуру молекул ванкомицина и проследили за тем, как он взаимодействует с клеточной стенкой микробов, а также выделили все «слабые места» в молекуле, которые бактерии нейтрализуют в первую очередь.
Руководствуясь этими наблюдениями, биологи выделили три самых активных точки в молекуле и поменяли их структуру так, чтобы каждая из них могла независимо от остальных соединяться с клеточной стенкой бактерии и мешать ее нормальной «сборке» и работе. Часть из этих изменений уже присутствовала в производных и аналогах ванкомицина, что облегчила задачу их «трансплантации» в оригинальный антибиотик.
Рисунок Boger Lab – ВМ.
Продуктом всех этих изменений стала новая молекула, чья антимикробная активность была в 25 тысяч раз выше, чем у простого ванкомицина. При этом она подавляла размножение и убивала даже тех микробов, которые выработали полную устойчивость к ее «прародителю», в том числе энтерококков, вызывающих инфекции желудочно-кишечного тракта в больницах. Более того, антибиотик не потерял своей силы даже через 50 попыток размножить микробов в его присутствии.
Как ожидают ученые, эта версия ванкомицина должна прожить не меньше, чем ее прародитель – около 50 лет, прежде чем микробы начнут вырабатывать стойкость к ней. Более того, Боуджер и его коллеги считают, что бактерии не смогут приспособиться к подобной «тройной» атаке в принципе, при условии, если производные ванкомицина с одним из трех подобных изменений не будут использоваться в будущем.
Главной проблемой этой усовершенствованной «версии» антибиотика пока является сложность его производства – оно включает в себя 30 разных стадий и достаточно сложных реакций. По мнению Боуджера, это не является проблемой, и их число можно сократить уже сегодня до 26 или даже 18 шагов, а в будущем – до еще меньших чисел.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
30.05.2017