Новый антибиотик почти исключает вероятность развития супербактерий

Исследователи объединили бактерицидное действие двух классов антибиотиков в один, продемонстрировав, что новый антибиотик двойного действия может сделать бактериальную устойчивость почти невозможной.

Такие патогены, как бактерии, угрожают здоровью человека, поэтому врачи назначают антибиотики. Затем бактерии постепенно развивают устойчивость к антибиотикам. Хотя бактериальная угроза остается прежней, наш арсенал лечения сейчас менее эффективен, если вообще эффективен. По сути, это проблема, вызванная устойчивостью к антибиотикам.

Но теперь исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго (UIC), возможно, пополнили арсенал новым антибиотиком, который может сделать практически невозможным развитие устойчивости бактерий к нему.

«Прелесть этого антибиотика в том, что он убивает две разные мишени в бактериях», — говорят ученые. «Если антибиотик поражает обе мишени в одинаковой концентрации, то бактерии теряют способность становиться устойчивыми за счет приобретения случайных мутаций в любой из двух мишеней».

Класс антибиотиков, называемых макролидами, десятилетиями использовался для лечения различных бактериальных инфекций. Вы можете отличить макролидный антибиотик по тому, что они оканчиваются на «-мицин» — эритромицин, например. Химически макролиды состоят из макролактонового кольца, «украшенного» боковыми цепями. Они останавливают рост бактерий, связываясь с рибосомой — механизмом, производящим белки, и подавляя синтез белка.

Хинолоны представляют собой большое семейство антибиотиков широкого спектра действия, почти все из которых являются фторхинолонами. Разница заключается в их химической структуре. Хотя оба они состоят из двухкольцевой азотсодержащей системы, хинолоны включают кетон, а фторхинолоны включают атом фтора. Почти все хинолоны и фторхинолоны оканчиваются на «-флоксацин». Ципрофлоксацин является примером, который обычно используется в здравоохранении. Эти антибиотики действуют, вмешиваясь в синтез бактериальной ДНК.

Новый антибиотик

С момента разработки первых макролидов предпринимались попытки улучшить их путем замены боковых цепей структурами, напоминающими фторхинолоны. В настоящем исследовании ученые экспериментировали с синтезом нового «макролона», который выполнял бы функцию ингибирования синтеза белка, как макролид, или функцию прерывания синтеза ДНК, как фторхинолон, в зависимости от дозы.

Исследователи обнаружили, что разработанные ими макролоны связываются с рибосомой бактерии более прочно, чем традиционные макролиды. Они даже связывались с рибосомами бактерий, устойчивых к макролидам, и блокировали их, не вызывая активации генов устойчивости.

Многие из них лучше подавляли одну или другую функцию. Однако один из них, MCX-128, попал в «золотую середину», подавляя обе функции в минимальной эффективной дозе, и стал наиболее перспективным кандидатом на создание нового антибиотика.

«По сути, поражая две цели в одной и той же концентрации, преимущество состоит в том, что бактериям практически невозможно создать простую генетическую защиту», — говорят ученые.

Основываясь на своих результатах, исследователи подсчитали, что их новый антибиотик «в 100 миллионов раз затруднит развитие устойчивости бактерий».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Chemical Biology.