Новый антибиотик заставляет вредных микробов совершать самоубийство: наш шанс в борьбе с супербактериями
При разработке антибиотика исследователи из Германии и США использовали устройство, известное как iCHip, которое позволяет ученым культивировать бактерии, которые до сих пор считались «бактериальной темной материей» — их попросту невозможно вырастить в лаборатории. Интересно, что в эту категорию попадает 99% всех известных науке бактерий. iCHip был разработан небольшим стартапом, известным как NovoBiotic Pharmaceuticals, и микробиологом Кимом Льюисом из Северо-Восточного университета в Бостоне.
Устройство помогло исследователям найти кловибактин — антибиотик, который производят почвенные микробы, обнаруженные в Северной Каролине и известные как Eleftheria terrae. Эти бактерии производят вещество, которое токсично для других почвенных микробов и помогает им в борьбе за территорию и ресурсы.
«Поскольку кловибактин был выделен из бактерий, которые раньше невозможно было вырастить, патогенные бактерии раньше не видели такого антибиотика и не успели выработать к нему устойчивость», — пояснил соавтор исследования Маркус Вайнгарт, научный сотрудник химического факультета Утрехтского университета.
Посадить в клетку
Как только антибиотик был открыт, исследователи приступили к выяснению того, как он действует. Они обнаружили, что механизм его воздействия на микробы отличается от механизма нынешних антибиотиков. По сути, он образует клетку вокруг трех различных молекул-предшественников, которые бактериальные захватчики используют для построения своих клеточных стенок. Само название «кловибактин» происходит от «клови», греческого слова, обозначающего клетку.
Хотя некоторые современные антибиотики также разрушают стенки бактериальных клеток особыми соединениями-пирофосфатами, кловибактин уникален тем, что блокирует эти молекулы.
«Кловибактин обволакивает пирофосфат, как плотно сидящая перчатка, — отметил Вайнгарт. — Как клетка, которая окружает свою мишень. Поскольку кловибактин связывается только с неизменной, консервативной частью своих мишеней, бактериям будет гораздо труднее развить устойчивость к нему. Фактически, в наших исследованиях мы не наблюдали никакой устойчивости к кловибактину у подопытных».
Триггер самоубийства
Когда антибиотик прикрепляется к вредным бактериям, он выпускает нити, которые дополнительно связывают и уничтожают микробов. Это также заставляет бактерии выделять ферменты, известные как аутолизины, которые в дальнейшем помогают им совершить самоубийство, растворяя собственные клеточные стенки.
«Многоцелевой механизм атаки кловибактина блокирует синтез бактериальной клеточной стенки одновременно в разных положениях, — рассказала соавтор исследования Таня Шнайдер из Боннского университета в Германии. — Это улучшает активность препарата и существенно повышает его устойчивость к развитию резистентности».
В исследованиях на мышах кловибактин был эффективен в борьбе с широким спектром патогенов и оказался особенно успешным против грамположительных бактерий, таких как те, которые вызывают распространенные внутрибольничные инфекции, включая MRSA, стафилококк и стрептококк, а также других захватчиков, вызывающих ряд заболеваний, в том числе туберкулез.
Сейчас исследовательская группа планирует выяснить, как извлечь выгоду из эффективности кловибактина, и говорит, что пройдет некоторое время, прежде чем антибиотик станет широко доступен в качестве лекарства, поскольку ему придется пройти обычный путь клинических испытаний и одобрений.