«Простая модификация» может помочь антибиотикам преодолеть резистентность
Ученые разработали простой способ изменения антибиотиков, который мог бы сделать их более эффективными против инфекций, вызванных устойчивыми к лекарствам микробами.
Этот метод сделал антибиотик ванкомицин гораздо более мощным против двух штаммов бактерий, которые стали устойчивыми к лекарствам.
Исследователи предполагают, что простая химия, связанная с изменением препарата, может быть применена к другим антибиотикам и даже к противоопухолевым препаратам.
В журнале появилась статья о «технике биоконъюгации». Химия природы.
«Обычно, - говорит старший автор исследования Брэдли Л. Пентелут, доцент химии Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже, - чтобы получить ванкомицин в форме, которая позволила бы вам прикрепить его к чему-то еще, но мы не должны ничего делать с наркотиком ».
Далее он объясняет, что они смешали лекарство с антимикробным пептидом и получили «реакцию конъюгации».
Он и другие сотрудники Массачусетского технологического института работали над исследованием с коллегами из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, и биотехнологической компании Visterra, которая также базируется в Кембридже, Массачусетс.
Устойчивость к антибиотикам
Устойчивость к антибиотикам развивается, потому что каждый раз, когда кто-то использует антибиотик, небольшая популяция естественно устойчивых микробов выживает. Устойчивость распространяется не только потому, что преобладают устойчивые микробы, но также потому, что они разделяют свою устойчивость с другими микробами.
Глобальный обзор, опубликованный в 2016 году, показал, что около 10 миллионов жизней в год могут подвергаться риску из-за повышения устойчивости к противомикробным препаратам.
Без эффективных антибиотиков многие медицинские процедуры, включая кесарево сечение, хирургию кишечника, химиотерапию и замену суставов, могут представлять настолько высокий риск инфицирования, что они «становятся слишком опасными» для выполнения.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), ежегодно в Соединенных Штатах устойчивые к антибиотикам микробы заражают около 2 миллионов человек и являются причиной около 23000 смертей.
Инфекции, вызванные микробами, которые стали устойчивыми к антибиотикам, очень трудно, а в некоторых случаях и невозможно лечить. Альтернативные методы лечения обычно стоят дороже и имеют более серьезные побочные эффекты.
Людям с этими инфекциями часто приходится дольше оставаться в больнице и чаще посещать врача.
«Ручка» для прикрепления мелких белков
Химия нового метода основана на предыдущем открытии того, что аминокислота селеноцистеин может действовать как «ручка» для присоединения низкомолекулярных препаратов, таких как ванкомицин, к небольшим белкам, называемым антимикробными пептидами, которые являются частью иммунной защиты большинства организмы.
Когда они использовали метод присоединения пептидов к ванкомицину, ученые обнаружили, что они постоянно прикрепляются к одному и тому же месту на антибиотике, производя молекулы, которые были химически идентичными.
Исследователи отмечают, что существующие подходы к созданию таких молекул не смогут достичь такой чистоты и потребуют более десятка шагов для подготовки ванкомицина для связывания с пептидами.
Они протестировали несколько «конъюгатов» ванкомицина в паре с различными антимикробными пептидами, включая один под названием дермасептин.
Тесты показали, что комбинация ванкомицина с дермасептином делает антибиотик в пять раз более эффективным против инфекционных бактерий. Энтерококк фекальный.
E. faecalis это напряжение Энтерококк, род бактерий, который стал важной причиной инфекций в медицинских учреждениях. Инфекции мочевыводящих путей являются наиболее распространенными типами инфекций, вызываемыми этими бактериями, и «быстрый рост» их устойчивости к ванкомицину вызывает особую озабоченность у медицинских работников.
«Ценная техника для общества»
Кроме того, команда обнаружила, что ванкомицин в сочетании с другим антимикробным пептидом, называемым RP-1, убивает Acinetobacter baumannii, против которого ванкомицин сам по себе не действует. А. бауманний также обладает высокой лекарственной устойчивостью и частой причиной инфекций, связанных со здоровьем.
Тесты примерно с 30 другими молекулами, включая ресвератрол и серотонин, показывают, что этот подход может легко связать пептиды практически с любой органической молекулой, которая имеет «правильный тип богатого электронами кольца», отмечают исследователи.
Однако они отмечают, что не проверяли безопасность модифицированных препаратов.
Они предполагают, что их метод можно применить и к другим типам наркотиков; например, чтобы прикрепить антитела к противоопухолевым препаратам, чтобы они достигли определенных целей, не нанося вреда здоровым тканям.
Авторы делают вывод:
«Учитывая эти результаты, мы считаем, что наша химия будет ценным методом биоконъюгирования для общества и может привести к созданию терапевтических конъюгированных молекул».
