Ученые обнаружили новый антибиотик, который действует как отравленная стрела

Отравленная стрела

Известно, что бактерии бывают двух видов — грамположительные и грамотрицательные. Ключевое отличие между ними заключается в дополнительном слое клеточной стенки или наружной мембране грамотрицательных бактерий, которая защищает их от большинства антибиотиков. 

Однако команде ученых из Принстона^[1] удалось обнаружить соединение SCH-79797, которое может воздействовать на грамположительные и грамотрицательные вещества без сопротивления. Они сообщили, что новое соединение обладает двойным механизмом действия отравленной стрелы.

Стрела нацелена на внешнюю мембрану и способна пронизывать даже толстую броню грамотрицательных бактерий, а яд разрушает фолат, фундаментальный строительный блок РНК и ДНК. Исследователи были удивлены, обнаружив, что эти два механизма работают синергетически, то есть эффект от их совместной работы выше, чем сумма отдельных эффектов их частей.

Читайте также: Даробактин — новый антибиотик против грамотрицательных бактерий

Отсутствие лекарственной устойчивости

Но, пожалуй, самым удивительным открытием стал тот факт, что бактерии не развивают устойчивости к SCH-79797. Чтобы это доказать, ученые использовали различные анализы и методы, ни один из которых не выявил устойчивость к соединению. Так, например, в течение 25 дней они снова и снова подвергали бактерии воздействию препарата. Поскольку им обычно требуется всего 20 минут, чтобы произвести новое поколение, бактерии имели миллионы шансов развить резистентность — но они этого не сделали. 

Доказательство отрицания технически невозможно, поэтому в описании нового соединения исследователи использовали такие фразы, как «необнаружимо низкие частоты сопротивления» и «не обнаруживаемое сопротивление», а его производные они назвали Irresistin (от англ. Irresistible – неотразимый).

Они также использовали его против бактерий, которые известны своей устойчивостью к антибиотикам, включая Neisseria gonorrhoeae , которая входит в топ-5 списка неотложных угроз, опубликованных Центром по контролю и профилактике заболеваний США.

Исследователи получили образец наиболее устойчивого штамма N. gonorrhoeae из хранилищ Всемирной организации здравоохранения и уничтожили его при помощи нового соединения.

Читайте также: Как остановить нашествие супербактерий

Избирательное действие

В ходе разработки нового соединения перед учеными возникла серьезная проблема. Соединение SCH-79797 эффективно убивало бактерии, но примерно на том же уровне повреждало и клетки человека. С практической точки зрения это означало, что в качестве лекарства оно рискует убить пациента до того, как убьет инфекцию. 

После серии экспериментов ученым удалось решить эту проблему, создав производное от SCH-79797 под названием Irresistin-16, которое почти в 1000 раз сильнее действовало на бактерии, чем клетки человека, что делало его многообещающим антибиотиком. В качестве окончательного подтверждения, исследователи продемонстрировали, что они могут использовать Irresistin-16 для лечения мышей, инфицированных N. gonorrhoeae.

Читайте также: Что придет на смену антибиотикам?

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

1. James K. Martin, Joseph P. Sheehan, Benjamin P. Bratton, Gabriel M. Moore, André Mateus, Sophia Hsin-Jung Li, Hahn Kim, Joshua D. Rabinowitz, Athanasios Typas, Mikhail M. Savitski, Maxwell Z. Wilson, Zemer Gitai. A Dual-Mechanism Antibiotic Kills Gram-Negative Bacteria and Avoids Drug Resistance. Cell, 2020; DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.005