Исследование, опубликованное в Nature Communications, позволило по-новому взглянуть на устойчивость бактерий и предлагает многообещающую стратегию разработки антибиотиков, которые минимизируют развитие устойчивости. Исследовательская группа под руководством Чабы Пала, доктора наук из Центра биологических исследований HUN-REN в Венгрии, продемонстрировала, что подход с двумя целями, сочетающий разрушение мембраны с дополнительным критическим клеточным механизмом, значительно предотвращает развитие резистентности у бактерий. Доктор наук Чаба Пал заметил, что устойчивость к антибиотикам остаётся серьёзной глобальной проблемой для человечества. Даже те антибиотики, которые разрабатываются в настоящее время, начинают вызывать устойчивость у пациентов, как показано в двух недавних публикациях HUN-REN. Это подчёркивает острую необходимость в понимании основополагающих принципов, определяющих эффективность антибиотиков.

Изучая эти принципы, мы можем проложить путь для разработки антибиотиков будущих поколений с пониженным риском возникновения устойчивости. В этой работе мы углубляемся в изучение этих механизмов и предлагаем потенциальное решение для смягчения этой растущей угрозы.

Чаба Пал, доктор наук

Устойчивость к противомикробным препаратам (УПП) всё чаще называют "тихой пандемией". По прогнозам, к 2050 году от неё будет умирать до 10 миллионов человек в год. В то время как разработка эффективных антибиотиков против грамположительных бактерий относительно проста, грамотрицательные бактерии представляют собой более серьёзную проблему из-за их дополнительной защитной мембраны, которая препятствует проникновению антибиотиков.

Рациональная стратегия с двумя целями

Этот подход с двойным нацеливанием, называемый "пермеабилизатором с двойным нацеливанием", показал самые низкие уровни возникновения резистентности у важнейших патогенов, таких как Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii и Pseudomonas aeruginosa, идентифицированных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Ведущий автор исследования Элвин Махаррамов объяснил аудитории, что сочетая разрушение мембраны с другим ключевым клеточным механизмом, наука может значительно снизить устойчивость бактерий. Это показывает, что конкретные цели важны не меньше, чем их количество.

Лабораторные данные и данные об окружающей среде

В лабораторных экспериментах по эволюции пермеабилизаторы с двойной мишенью неизменно приводили к более низкому уровню резистентности по сравнению с антибиотиками, воздействующими исключительно на бактериальную мембрану. К этой группе относится резервный антибиотик полимиксин и его ещё не анонсированное производное SPR206. У других антибиотиков с двойной мишенью, не обладающих способностью пермеабилизировать мембрану, средний уровень резистентности был в 128 раз выше.

Кроме того, в образцах окружающей среды, которые имеют решающее значение для понимания применения препаратов в реальных условиях, было обнаружено значительно меньше генов резистентности, связанных с двойными пермеабилизаторами. Примечательно, что в отношении тридекаптина M152-P3 не было обнаружено факторов резистентности, в то время как даже антибиотики, которые ещё не были выпущены для широкого применения, уже демонстрировали признаки резистентности, что подчёркивает острую необходимость в улучшении дизайна препаратов.

Основа для будущего

Соавтор исследования Мартон Чиккели комментирует: "Антибиотики, которые проникают через внешнюю мембрану бактерий, воздействуя на липополисахарид (ЛПС), уже давно используются в клиниках. Однако бактерии могут быстро выработать устойчивость к ним, даже к таким антибиотикам последней линии, как колистин. Наше исследование предлагает механизм, устойчивый к резистентности, с использованием механочувствительных каналов, как в случае с SCH79797, воздействующим на mscL".

Этот инновационный механизм действия может проложить путь к разработке антибиотиков нового поколения, эффективных против грамотрицательных патогенов с множественной лекарственной устойчивостью. Демонстрируя, что рациональный подход с двумя целями может существенно снизить риск развития резистентности, это исследование открывает новое важное направление в борьбе с УПП. Исследование не только углубляет наше понимание механизмов бактериальной резистентности, но и закладывает основу для разработки более безопасных и эффективных антибиотиков для защиты здоровья населения во всём мире.

Окаменелости, найденные на илистых отмелях эоцена, свидетельствуют о четырёх новых видах водоплавающих птиц.

Фото: HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont