"Проста модифікація" може допомогти антибіотикам подолати резистентність
Вчені розробили простий спосіб зміни антибіотиків, який може зробити їх набагато сильнішими проти інфекцій, спричинених стійкими до наркотиків мікробами.
Метод зробив антибіотик ванкоміцин набагато потужнішим проти двох штамів бактерій, які стали стійкими до лікарських засобів.
Дослідники припускають, що просту хімію, яка бере участь у модифікації препарату, можна застосовувати до інших антибіотиків і навіть до протипухлинних препаратів.
Стаття про “техніку біокон’югації” тепер виходить у журналі Хімія природи.
«Як правило, - говорить старший автор дослідження Бредлі Л. Пентелют, який є доцентом хімії Массачусетського технологічного інституту (MIT) в Кембриджі, - для отримання ванкоміцину у формі, яка дозволила б вам прикріпіть це до чогось іншого, але нам не потрібно нічого робити з наркотиком ".
Далі він пояснює, що вони змішали препарат з антимікробним пептидом і отримали "реакцію кон'югації".
Він та інші з Массачусетського технологічного інституту працювали над дослідженням разом із колегами з Єльського університету в Нью-Гейвені, штат Коннектикут, та біотехнологічною компанією Visterra, яка також базується в Кембриджі, Массачусетс.
Стійкість до антибіотиків
Стійкість до антибіотиків розвивається, тому що кожного разу, коли хтось вживає антибіотик, виживає невелика популяція стійких до природи мікробів. Опір поширюється не тільки тому, що переважають стійкі мікроби, але й тому, що вони діляться своєю стійкістю з іншими мікробами.
Глобальний огляд, опублікований у 2016 році, припустив, що близько 10 мільйонів життів на рік можуть бути під загрозою через збільшення антимікробної стійкості.
Без ефективних антибіотиків багато медичні процедури, включаючи кесарів розтин, операції на кишечнику, хіміотерапію та заміну суглобів, можуть становити настільки високий ризик інфікування, що вони «стають занадто небезпечними» для проведення.
За даними Центрів з контролю та профілактики захворювань (CDC), щороку в США мікроби, стійкі до антибіотиків, заражають близько 2 мільйонів людей і спричиняють близько 23 000 смертей.
Інфекції через мікроби, які стали резистентними до антибіотиків, дуже важко, а в деяких випадках і неможливо вилікувати. Альтернативні методи лікування, як правило, коштують дорожче і мають гірші побічні ефекти.
Людям з цими інфекціями часто доводиться довше залишатися в лікарні, і їм потрібно більше відвідувати лікаря.
«Ручка» для приєднання дрібних білків
Хімія нового методу виникла з попереднього відкриття, що амінокислота селеноцистеїн може діяти як «ручка» для приєднання маломолекулярних препаратів, таких як ванкоміцин, до дрібних білків, званих антимікробними пептидами, які є частиною імунного захисту більшості організми.
Коли вони використовували метод для приєднання пептидів до ванкоміцину, вчені виявили, що вони постійно прикріплюються до одного і того ж місця на антибіотику, виробляючи молекули, які були хімічно ідентичними.
Існуючі підходи до отримання таких молекул не змогли б досягти такої чистоти і потребували б більше десятка кроків для підготовки ванкоміцину до приєднання до пептидів, зазначають дослідники.
Вони протестували кілька "кон'югатів" ванкоміцину в парі з різними різними антимікробними пептидами, включаючи той, який називається дермасептином.
Тести показали, що поєднання ванкоміцину з дермасептином зробило антибіотик у п’ять разів потужнішим проти інфекційної бактерії Enterococcus faecalis.
E. faecalis є штамом Ентерокок, рід бактерій, який став важливою причиною зараження у закладах охорони здоров’я. Інфекції сечовивідних шляхів є найпоширенішими типами інфекцій, які викликають ці бактерії, і "швидке підвищення" їх стійкості до ванкоміцину викликало особливе занепокоєння у медичних працівників.
«Цінна техніка для громади»
Крім того, команда виявила, що ванкоміцин у поєднанні з іншим антимікробним пептидом, який називається RP-1, був убитий Acinetobacter baumannii, проти якого лише ванкоміцин не має ефекту. А. baumannii також є високорезистентним до наркотиків і частою причиною інфекцій, пов'язаних із охороною здоров'я.
Тести з приблизно 30 іншими молекулами, включаючи ресвератрол та серотонін, дозволяють припустити, що підхід може легко пов'язати пептиди практично з будь-якою органічною молекулою, що має "правильний тип багатого електронами кільця", зазначають дослідники.
Однак вони зазначають, що не перевіряли безпеку модифікованих препаратів.
Вони припускають, що їх метод може застосовуватись і до інших видів наркотиків; наприклад, приєднати антитіла до протипухлинних препаратів, щоб вони досягали певних цілей, не завдаючи шкоди здоровій тканині.
Автори роблять висновок:
"Враховуючи ці результати, ми вважаємо, що наша хімія буде цінним методом біокон'югації для громади і може призвести до утворення терапевтичних кон'югатних молекул".
