Лоламицин: антибиотик нового поколения выборочно уничтожает супербактерии

Антибиотики убивают болезнетворные бактерии, но также и полезные бактерии, живущие в нашем кишечнике, нарушая микробиом, поддерживающий здоровье. Согласно исследованию, новый антибиотик специально нацелен на трудноубиваемые бактерии, оставляя в покое полезные кишечные бактерии.

Нарушение микробиома кишечника, вызванное антибиотиками, может поставить под угрозу здоровье и сделать людей более восприимчивыми к инфекциям, вызываемым такими патогенами, как Clostridioides difficile. Широкое распространение супербактерий, устойчивых к антибиотикам, еще больше усложняет их использование.

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне теперь говорят, что они разработали антибиотик нового поколения, который уменьшает или устраняет бактериальные инфекции с множественной лекарственной устойчивостью, оставляя при этом здоровые кишечные бактерии нетронутыми.

«Люди начинают понимать, что антибиотики, которые мы все принимаем – которые борются с инфекцией и, в некоторых случаях, спасают наши жизни – также оказывают на нас пагубное воздействие», – сказал Пол Хергенротер, профессор химии и автор исследования. «Они убивают наши хорошие бактерии, когда лечат инфекцию. Мы задумались о следующем поколении антибиотиков, которые можно было бы разработать для уничтожения патогенных бактерий, а не полезных».

Бактерии классифицируются на грамположительные и грамотрицательные в зависимости от состава их клеточных мембран. Грамположительные бактерии не имеют внешней мембраны, тогда как у грамотрицательных бактерий есть две – внешняя и внутренняя, что затрудняет их уничтожение.

Большинство антибиотиков убивают только грамположительные бактерии или оба класса бактерий (последние называются антибиотиками широкого спектра действия). Существует мало антибиотиков, предназначенных только для грамотрицательных бактерий, хотя грамотрицательные бактерии, устойчивые к нескольким антибиотикам, широко распространены.

Значительный процент кишечного микробиома состоит из грамотрицательных бактерий, на которые воздействуют немногие доступные только грамотрицательные антибиотики, одобренные для клинического использования.

Чтобы решить проблему неизбирательного воздействия этих антибиотиков на кишечные бактерии, исследователи сосредоточились на ингибировании системы Lol (локализация липопротеинов). Только для грамотрицательных бактерий система Lol является важным механизмом, ответственным за транспортировку липопротеинов от внутренней мембраны к внешней, что способствует росту бактерий. Система также генетически различна у патогенных и полезных микробов. После испытания различных соединений исследователи пришли к метко названному «лоламицин» (lolamicin).

В лабораторных испытаниях лоламицин в более высоких дозах уничтожил до 90% бактерий E. coli, K. pneumoniae и E. cloacae, устойчивых к множеству антибиотиков. Все три являются основными причинами внутрибольничных инфекций. Используя мышиные модели сепсиса (заражение крови, которое у человека может привести к сепсису и смерти) и острой пневмонии, лечение лоламицином спасло 100% септицемических мышей и 70% мышей с пневмонией.

Что касается кишечного микробиома, то в то время как стандартные антибиотики амоксициллин и клиндамицин резко изменили популяции бактерий в кишечнике мышей, сократив количество нескольких полезных групп, лоламицин этого не сделал.

«Напротив, в группе, получавшей лоламицин, видовое богатство сохранялось на протяжении как периода лечения, так и периода восстановления, что было аналогично видовому богатству, обнаруженному в контрольной группе», — сказали исследователи.

Поскольку нарушение микробиома связано с восприимчивостью к инфекции C. difficile, исследователи заразили мышей этой бактерией, чтобы посмотреть, как они отреагируют. Лечение лоламицином приводило к незначительной колонизации C. difficile или к ее отсутствию, как и у контрольных мышей. Однако высокий уровень колонизации наблюдался у мышей, получавших амоксициллин или клиндамицин, поскольку они не могли уничтожить C. difficile.

Хотя это звучит чрезвычайно многообещающе, лоламицина мы не увидим в аптеках в течение некоторого времени. Требуются годы дальнейших исследований, чтобы протестировать препарат на других бактериальных штаммах и определить токсичность. И, как и в случае с любым новым антибиотиком, его необходимо будет оценить, чтобы определить, насколько быстро развивается устойчивость.

Тем не менее, исследование доказывает, что возможно разработать антибиотики, специально воздействующие на грамотрицательные бактерии – некоторые из наиболее трудно поддающихся уничтожению микробов – сохраняя при этом хорошие бактерии.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.