Ученые считают, что они, возможно, открыли совершенно новый подход к борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями, который, в случае успеха, поможет справиться с кризисом в области здравоохранения, от которого ежегодно умирает больше людей, чем от СПИДа или малярии.
Группа исследователей во главе с Деспойной Мавриду из Техасского университета в Остине нашла новый способ ослабить устойчивость к антибиотикам бактерий, вызывающих заболевания человека , в том числе кишечной палочки, K. pneumoniae и P. aeruginosa, ответственных за большинство вред, причиняемый резистентными инфекциями. Команда сделала бактерии снова уязвимыми для антибиотиков, ингибируя определенный белок, который управляет формированием устойчивости у бактерий.
«Это совершенно новый способ борьбы с резистентностью», — сказал Мавриду, доцент кафедры молекулярной биологии.
Бактерии становятся все более устойчивыми к существующим антибиотикам, и исследователи изо всех сил пытаются найти новые лекарства для борьбы с бактериями, что делает мир уязвимым для смертельных супербактерий. Январское исследование, проведенное другой командой в The Lancet , показало, что устойчивость к противомикробным препаратам является непосредственной причиной по меньшей мере 1,27 миллиона смертей во всем мире в 2019 году, что делает устойчивость к антибиотикам одной из основных причин смерти в мире.
Устойчивые к антибиотикам бактерии имеют в своем арсенале множество различных белков, которые нейтрализуют антибиотики. Для правильного функционирования эти резистентные белки должны иметь правильную форму. Исследователи обнаружили, что еще один белок, называемый DsbA, помогает сворачивать белки резистентности в такие формы.
Для своего экспериментального исследования, которое недавно было опубликовано в журнале eLife , Мавриду и ее коллеги-ученые ингибировали DsbA, используя химические вещества, которые нельзя использовать непосредственно у пациентов-людей. Теперь команда планирует работать над созданием ингибиторов, которые могут обеспечить тот же результат и безопасно использоваться на людях.
«Другие подходы сосредоточены на ингибировании белков резистентности, но никто и не думал пытаться предотвратить их образование в первую очередь», — сказал Мавриду.
Их цель — объединить ингибитор DsbA с существующими антибиотиками, чтобы восстановить способность препаратов убивать бактерии. Поскольку он нацелен на механизм, который помогает собирать устойчивые к антибиотикам белки у опасных бактерий, этот подход сделает несколько типов белков, критически важных для устойчивости, неэффективными, лишив их способности сворачиваться или создавать дисульфидные связи .
«Поскольку открытие новых антибиотиков является сложной задачей, крайне важно разработать способы продления срока службы существующих противомикробных препаратов», — сказал Кристофер Фернисс, один из ведущих авторов этого исследования в Имперском колледже Лондона. «Наши результаты показывают, что, воздействуя на образование дисульфидных связей и укладку белков, можно обратить вспять устойчивость к антибиотикам у нескольких основных патогенов и механизмов устойчивости. Это означает, что разработка клинически полезных ингибиторов DsbA в будущем может предложить новый способ лечения резистентности. инфекций с использованием доступных в настоящее время антибиотиков».
DsbA в основном является белком «домашнего хозяйства» у бактерий, который способствует стабильности и укладке белка. До этого исследования ученые уже знали, что DsbA также участвует в ряде функций патогенов, таких как помощь в создании токсинов, атакующих клетки-хозяева, или помощь в сборке игольчатых систем, которые могут доставлять эти токсины в клетки человека и вызывать болезнь. Но Мавриду, много лет изучавший DsbA, подозревал, что он также может играть важную роль в сворачивании белков, помогающих бактериям противостоять антибиотикам. Она начала исследовать эту возможность в Имперском колледже Лондона, прежде чем поступить на факультет UT Austin в 2020 году.
«Мы пришли к выводу, что если DsbA необходим для свертывания резистентных белков, предотвращение его работы будет косвенно подавлять их функцию», — сказал Никол Кадержабкова, научный сотрудник UT Austin и второй ведущий автор исследования. Продолжая работу над этой системой, Кадержабкова руководит текущими усилиями по обнаружению ингибиторов DsbA, которые были бы безопасны для человека.
