Исследователи из Института Вистара (Филадельфия, США) открыли новый класс антибиотиков, которые уникальным образом сочетают прямое бактерицидное действие с одновременной стимуляцией иммунного ответа. Это актуально в том числе в отношении бактерий, устойчивых к другим противомикробным препаратам, и важно для уменьшения антибиотикорезистентности. Данные научной работы были опубликованы в журнале Nature.
Всемирная организация здравоохранения объявила резистентность бактерий к противомикробным препаратам одной из 10 основных угроз общественному здоровью в мире. По прогнозам, к 2050 году заболевания, вызванные устойчивыми к антибиотикам штаммами бактерий, будут уносить10 миллионов жизней каждый год и приведут к затратам в размере 100 триллионов долларов. Список бактерий, которые становятся устойчивыми к лечению всеми доступными противомикробными препаратами, растет, что вызывает острую потребность в новых классах антибиотиков для предотвращения кризиса в области общественного здравоохранения.
«Мы использовали двойную стратегию для разработки новых молекул, которые способны воздействовать на трудноизлечимые инфекции, одновременно усиливая естественный иммунный ответ хозяина», - сказал доктор Фарох Дотивала, ведущий автор исследования.
Таким образом, новые препараты были названы иммуноантибиотиками двойного действия (dual-acting immuno-antibiotics, DAIA).
Существующие антибиотики нарушают метаболические функции бактерий или разрушают их клеточные мембраны. Однако бактерии могут приобретать лекарственную устойчивость, изменяя структуру мишени, против которой направлен антибиотик, а также выделяя ферменты для инактивации лекарства.
Доктор Дотивала и его коллеги сосредоточились на изучении метаболического пути, который важен для большинства бактерий, но отсутствует у людей, что делает его идеальной мишенью для разработки препаратов. Этот путь, называемый метил-D-эритритолфосфатным, отвечает за биосинтез изопреноидов - молекул, необходимых для выживания бактерий. Мишенью для антибиотика служил фермент IspH, важный для продукции изопреноидов.
Исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы проверить способность нескольких миллионов коммерчески доступных соединений связываться с данным ферментом, и выбрали наиболее эффективные из них в качестве отправной точки для разработки лекарства.
Ранее доступные ингибиторы IspH не могли проникать через стенку бактериальной клетки, и исследователи учли это при создании нового препарата.
Оказалось, что новые антибиотики способны воздействовать на широкий спектр патогенных грамотрицательных и грамположительных бактерий. Кроме того, в экспериментах было показано, что протестированные соединения нетоксичны для клеток человека.
Исследователи также продемонстрировали, что ингибиторы IspH стимулировали иммунную систему. Они считают, что двойное действие антибиотиков (бактерицидное + иммуностимулирующее) может стать одним из возможных решений проблемы развития резистентности к противомикробным препаратам у бактерий. Однако предстоит еще много исследований до внедрения данного класса антибиотиков в клиническую практику.
10.1038 / s41586-020-03074-x, www.nature.com/articles/s41586-020-03074-x