Новые препараты блокируют механизм бактерий, защищающий их от антибиотиков
Препараты, блокирующие белки-насосы бактерий, выводящие антибиотик из клетки, определили российские ученые совместно с коллегами из ЮАР, 15 февраля сообщают на научно-популярном портале Naked Science.
Результаты своего исследования ученые из Института общей генетики им. Н. И. Вавилова (ИОГен) РАН, Университета Западной Капской провинции (Южная Африка), Российского университета дружбы народов и Южно-уральского государственного университета опубликовали в журнале Biomedicines.
В своей статье исследователи отмечают, что механизмы устойчивости (резистентности), развивающиеся у микобактерий туберкулеза из-за бесконтрольного приема антибиотиков, особенно усилившегося в период пандемии COVID-19, снижают эффективность назначенных врачами лекарств от туберкулеза, создавая дополнительную нагрузку на перегруженную медицинскую инфраструктуру.
Способствуют устойчивости бактерий туберкулеза даже к новейшим антибиотикам мембранные помпы бактериального оттока, механизм действия которых изучали исследователи. Руководитель проекта по гранту РНФ, старший научный сотрудник лаборатории генетики микроорганизмов ИОГен РАН, к. б н Дмитрий Маслов пояснил:
«Одним из биохимических механизмов, обеспечивающих развитие антибиотикорезистентности, является выведение лекарства из бактериальной клетки. Отвечают за это специфические мембранные белки-насосы или эффлюксные помпы, буквально выбрасывающие опасные для возбудителя болезни молекулы. Они могут стать мишенью для эффективной борьбы с лекарственной устойчивостью».
Ученые исследовали белковые помпы близкого родственника возбудителей туберкулеза — непатогенной микобактерии Mycobacterium smegmatis. Ее система эффлюкса MmpS5-MmpL5 способна откачивать основные противотуберкулезные препараты.
Исследователи создали ее теоретическую молекулярную модель и определили подходящие для ее блокирования препараты. Из базы антибактериальных соединений ASINEX, содержащей почти 6000 молекул, было выявлено 100 перспективных ингибиторов, а уже из их числа отобраны для исследования пять. Эти соединения потенциально могут хорошо выводиться из организма и безопасны для клеток животных.
Предсказанная теоретической 3D-моделью и расчетами эффективность была подтверждена серией экспериментов на микобактериях in vitro для двух соединений. Далее, используя полученные результаты, ученые намерены усовершенствовать созданную модель, с ее помощью отобрать больше таких молекул-ингибиторов из базы данных Gold & Platinum ASINEX и проверить их действие уже на микобактериях туберкулеза.
«Результаты наших исследований найдут применение в разработке новых эффективных препаратов, способных помогать существующим противотуберкулезным лекарствам, например бедаквилину, преодолевать лекарственную устойчивость туберкулеза, обусловленную эффлюксом», — заключил Дмитрий Маслов.
Следует отметить, что туберкулез — это одна из 10 основных причин смертей от болезней в мире. Согласно данным ВОЗ на 2020 год, ежегодно в мире заболевают туберкулезом до 10 млн человек и около 1,5 млн умирают, из которых 20% погибают от ко-инфекции ВИЧ и туберкулеза.
