Исследователи из Цюрихского университета (UZH) в Швейцарии и компании Spexis изменили химическую структуру природного пептида танатина, чтобы разработать новый класс антибиотиков, способных бороться с резистентными бактериями. Об этом сообщает сайт SciTechDaily. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Каждый год более пяти миллионов человек во всем мире погибают от устойчивых к антибиотикам бактерий. Разработка новых антибиотиков крайне необходима, чтобы гарантировать успешное лечение бактериальных инфекций у пациентов.
«К сожалению, разработка новых антибиотиков к настоящему времени почти прекратилась. Прошло более 50 лет с тех пор, как были одобрены последние антибиотики против ранее не использовавшихся молекул-мишеней», – отметил химик Оливер Цербе, руководитель отдела исследований ядерного магнитного резонанса в Цюрихском университете.
В научной статье, недавно опубликованной в Science Advances, Цербе и его коллеги, совместно с исследователями из фармацевтической компании Spexis AG представили разработку высокоэффективного класса антибиотиков, которые новым способом борются с грамотрицательными бактериями, устойчивость которых особенно высока из-за их двойной клеточной мембраны, и включает, например, устойчивые к карбапенемам энтеробактерии. ВОЗ классифицирует эту группу бактерий как чрезвычайно опасную.
Отправной точкой для исследования UZH стал встречающийся в природе пептид под названием танатин, который насекомые используют для борьбы с инфекциями. Танатин разрушает важный липополисахаридный транспортный мостик между внешней и внутренней мембраной грамотрицательных бактерий, как это было обнаружено несколько лет назад в исследовании ныне вышедшего на пенсию профессора UZH Джона Робинсона. В результате эти метаболиты накапливаются внутри клеток, и бактерии погибают.
Однако танатин не подходит для использования в качестве антибиотика, в том числе из-за его низкой эффективности и того, что бактерии быстро становятся к нему устойчивыми. Поэтому исследователи модифицировали химическую структуру танатина, чтобы улучшить характеристики пептида.
Научная группа под руководством Цербе синтетически собрала различные компоненты бактериального транспортного моста, а затем использовала ядерный магнитный резонанс, чтобы визуализировать, где и как танатин связывается с транспортным мостом и разрушает его.
Используя эту информацию, исследователи из Spexis AG спланировали химические модификации, необходимые для усиления антибактериального действия пептида. Дальнейшие мутации были произведены, среди прочего, для повышения стабильности молекулы.
Затем синтетические пептиды были протестированы на мышах с бактериальными инфекциями и показали очень успешные результаты. «Новые антибиотики оказались крайне эффективными, особенно для лечения легочных инфекций. Они также очень эффективны против устойчивых к карбапенемам энтеробактерий, когда большинство других антибиотиков не действуют», – указал Цербе.
Помимо этого, разработанные швейцарскими исследователями пептиды не токсичны и не вредны для почек, а также доказали свою стабильность в крови в течение более длительного периода – все эти свойства необходимы для получения одобрения в качестве лекарственного средства. Однако требуются дальнейшие доклинические исследования, прежде чем можно будет начать первые испытания на людях.