Природний антибіотик позбавляє бактерії захисту
Нові дослідження виявляють, що антибіотик, отриманий комахами, може зруйнувати захисну мембрану деяких найбільш поширених лікарсько-стійких бактерій. Це може відкрити шлях для нового класу антибіотиків, який може допомогти подолати поточну кризу стійкості до наркотиків.
У Сполучених Штатах антибіотикорезистентність щороку спричиняє понад 2 мільйони хвороб та 23000 смертей.
Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) обстежила півмільйона людей і виявила, що п’ятьма найпоширенішими лікарсько-стійкими бактеріями є:
- Кишкова паличка
- Klebsiella pneumoniae
- Золотистий стафілокок
- Streptococcus pneumoniae
- Сальмонели
За винятком S. pneumoniae і S. aureus, все вищезазначене є грамнегативними бактеріями. Назва походить від Ганса Крістіана Грама, лікаря, який розробив тест Грама. Це хімічний тест на фарбування, який розділяє бактерії на грампозитивні та грамнегативні.
Пошук нових способів знищення грамнегативних бактерій є головною проблемою, що має деякі важливі наслідки для зростаючої кризи громадського здоров’я, яка полягає у стійкості до антимікробних препаратів.
Можливо, нові дослідження знайшли спосіб проникнути в захист цих бактерій. Вчені з Університету Цюріха (UZH) у Швейцарії виявили, що танатин, природний антибіотик, що виробляється комахою під назвою колючий солдатський клоп, може атакувати зовнішні мембрани грамнегативних бактерій.
Джон А. Робінсон, з хімічного факультету UZH, є відповідним та останнім автором нової статті, яка нещодавно була опублікована в журналі Наукові досягнення.
Зупинка механізмів самозахисту бактерій
Робінсон пояснює мотивацію нещодавнього дослідження, кажучи: "Незважаючи на величезні зусилля академічних дослідників та фармацевтичних компаній, виявилося дуже важким визначити ефективні нові бактеріальні мішені для відкриття антибіотиків".
"Однією з головних проблем є виявлення нових механізмів дії антибіотиків проти небезпечних грамнегативних бактерій".
Як пояснюють Робінсон та його колеги у своїй роботі, асиметрична зовнішня мембрана захищає грамнегативні бактерії. Цей подвійний шар складається з молекул ліпополісахаридів (LPS) зовні і мембранних гліцерофосфоліпідів у внутрішньому шарі.
Дослідники використовували модель Кишкова паличка та дослідження зв'язування in vitro, щоб перевірити, чи може антибіотик танатин зв'язуватися з певними білками, які називаються "білками Lpt", які створюють місток від внутрішньої мембрани до зовнішньої мембрани подвійного шару, який захищає грамнегативні бактерії.
Потім цей міст використовується для транспортування молекул LPS до зовнішньої сторони мембрани, створюючи захисний бар’єр.
Лабораторні аналізи виявили, що танатин блокує взаємодію між білками, необхідними для формування містка. Це означає, що молекули LPS не можуть досягти місця призначення, перешкоджаючи утворенню всієї захисної асиметричної зовнішньої мембрани. Не захищаючись, бактерія піддається антибіотику.
«Ці результати, - говорять автори, - висвітлюють нову парадигму дії антибіотика, націлену на динамічну мережу білково-білкових взаємодій, необхідних для складання комплексу Lpt в Кишкова паличка.”
"Результати також визначають один природний пептид як вихідну точку для розвитку потенційних клінічних кандидатів, які націлені на небезпечні грамнегативні бактеріальні патогени", - додають вони.
Робінсон коментує результати, кажучи: "Цей висновок показує нам спосіб розробки речовин, які спеціально інгібують білково-білкові взаємодії в бактеріальних клітинах".
"Це безпрецедентний механізм дії антибіотика і відразу пропонує способи розробки нових молекул як антибіотиків, спрямованих на небезпечні патогени".
Джон А. Робінзон
