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.
За последние 30 лет на рынке не появилось новых классов препаратов, которые убивали грамотрицательные бактерии.
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
- 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
Discussion about this post