Ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне разработали новое семейство антибиотиков, способное эффективно бороться с устойчивыми к лекарствам бактериями. Исследование, опубликованное в Journal of the American Chemical Society, представляет инновационный подход к решению растущей проблемы антибиотикорезистентности.
Ежегодно около 35 000 американцев умирают от инфекций, вызванных устойчивыми к антибиотикам бактериями, включая стафилококк. Примерно 2,8 миллиона человек в США страдают от бактериальных заболеваний каждый год. Эта статистика подчеркивает масштаб кризиса, с которым сталкивается современная медицина.
«Проблема антибиотиков заключается в кризисе антибиотикорезистентности», — объясняет Софья Падилья, аспирантка химического факультета UC Irvine и ведущий автор исследования. «Бактерии могут развивать защиту против антибиотиков — они становятся сильнее и постоянно совершенствуют свои защитные механизмы».
Разработка новых антибиотиков и последующая эволюция бактерий, приобретающих устойчивость к ним, создает своеобразную «гонку вооружений» между учеными и патогенами. Исследовательская группа под руководством Падильи и Джеймса Новика, заслуженного профессора химии UC Irvine, предложила принципиально новый подход к решению этой проблемы.
Ученые модифицировали ванкомицин — антибиотик, который обычно используется как последнее средство для крайне тяжелых пациентов. Новая версия препарата нацелена одновременно на две различные части молекулы на поверхности патогенных бактерий. «На молекулярном уровне существуют два участка, которые можно атаковать и за которые можно ухватиться», — поясняет профессор Новик. Он образно описывает действие нового антибиотика как «захват бактерии обеими руками».
Эта двойная атака делает неактивными молекулы, необходимые бактериям для построения защитной клеточной стенки. Такой механизм действия существенно снижает вероятность развития резистентности, поскольку бактериям гораздо сложнее эволюционировать, чтобы противостоять атаке сразу по двум направлениям.
«Простая модификация существующих антибиотиков не решает проблему полностью», — утверждает Падилья. «Я считаю, что мы не должны сосредотачиваться исключительно на модификации того, что уже работает, а скорее сделать шаг назад и принять новый подход. Какой новый способ разработки антибиотика не потребует от нас постоянного повторения одних и тех же действий? Я думаю, что с нашим подходом и подходом некоторых других исследователей мы начинаем атаковать то, к чему бактерии, скорее всего, не смогут выработать устойчивость».
Падилья и Новик надеются, что их новое семейство антибиотиков вдохновит других исследователей на поиск нетрадиционных способов борьбы с устойчивыми к антибиотикам патогенами. Цель состоит в том, чтобы найти методы, против которых бактерии «с высокой вероятностью не смогут» развить устойчивость.
Разработанные кандидаты в лекарственные препараты предлагают потенциальный прорыв в решении кризиса антибиотикорезистентности. Целенаправленно воздействуя на ключевые бактериальные молекулы более эффективным способом, эти препараты могут помочь положить конец «гонке вооружений» между антибиотиками и эволюционирующими бактериальными защитными механизмами.
Изображение носит иллюстративный характер
Ежегодно около 35 000 американцев умирают от инфекций, вызванных устойчивыми к антибиотикам бактериями, включая стафилококк. Примерно 2,8 миллиона человек в США страдают от бактериальных заболеваний каждый год. Эта статистика подчеркивает масштаб кризиса, с которым сталкивается современная медицина.
«Проблема антибиотиков заключается в кризисе антибиотикорезистентности», — объясняет Софья Падилья, аспирантка химического факультета UC Irvine и ведущий автор исследования. «Бактерии могут развивать защиту против антибиотиков — они становятся сильнее и постоянно совершенствуют свои защитные механизмы».
Разработка новых антибиотиков и последующая эволюция бактерий, приобретающих устойчивость к ним, создает своеобразную «гонку вооружений» между учеными и патогенами. Исследовательская группа под руководством Падильи и Джеймса Новика, заслуженного профессора химии UC Irvine, предложила принципиально новый подход к решению этой проблемы.
Ученые модифицировали ванкомицин — антибиотик, который обычно используется как последнее средство для крайне тяжелых пациентов. Новая версия препарата нацелена одновременно на две различные части молекулы на поверхности патогенных бактерий. «На молекулярном уровне существуют два участка, которые можно атаковать и за которые можно ухватиться», — поясняет профессор Новик. Он образно описывает действие нового антибиотика как «захват бактерии обеими руками».
Эта двойная атака делает неактивными молекулы, необходимые бактериям для построения защитной клеточной стенки. Такой механизм действия существенно снижает вероятность развития резистентности, поскольку бактериям гораздо сложнее эволюционировать, чтобы противостоять атаке сразу по двум направлениям.
«Простая модификация существующих антибиотиков не решает проблему полностью», — утверждает Падилья. «Я считаю, что мы не должны сосредотачиваться исключительно на модификации того, что уже работает, а скорее сделать шаг назад и принять новый подход. Какой новый способ разработки антибиотика не потребует от нас постоянного повторения одних и тех же действий? Я думаю, что с нашим подходом и подходом некоторых других исследователей мы начинаем атаковать то, к чему бактерии, скорее всего, не смогут выработать устойчивость».
Падилья и Новик надеются, что их новое семейство антибиотиков вдохновит других исследователей на поиск нетрадиционных способов борьбы с устойчивыми к антибиотикам патогенами. Цель состоит в том, чтобы найти методы, против которых бактерии «с высокой вероятностью не смогут» развить устойчивость.
Разработанные кандидаты в лекарственные препараты предлагают потенциальный прорыв в решении кризиса антибиотикорезистентности. Целенаправленно воздействуя на ключевые бактериальные молекулы более эффективным способом, эти препараты могут помочь положить конец «гонке вооружений» между антибиотиками и эволюционирующими бактериальными защитными механизмами.
