Способен ли новый иридиевый комплекс остановить кризис устойчивости к антибиотикам?

В декабре журнал Nature Communications опубликовал исследование, в котором сообщается об обнаружении перспективного нового антибиотика на основе металлического комплекса иридия. Группа ученых под руководством неорганического химика Анджело Фрая из Йоркского университета в Великобритании использовала робота для работы с жидкостями, чтобы синтезировать огромную химическую библиотеку. Всего за одну неделю исследователям удалось получить более 600 соединений, среди которых был выявлен основной кандидат и пять других потенциальных антибиотиков, что демонстрирует возможность значительного ускорения процесса поиска лекарств.
Способен ли новый иридиевый комплекс остановить кризис устойчивости к антибиотикам?
Изображение носит иллюстративный характер

Необходимость в таких разработках обусловлена растущей распространенностью лекарственно-устойчивых бактериальных инфекций, так называемых супербактерий. Существующие исследования в основном сосредоточены на органических молекулах на основе углерода, которые, как правило, имеют плоскую структуру. В отличие от них, металлокомплексы обладают трехмерной формой, что придает им особые биологические и химические свойства, а также обеспечивает простоту синтеза, однако до сих пор эта область оставалась практически неизученной.

Для решения проблемы отсутствия данных о противомикробных свойствах металлов команда объединила надежные химические методы с автоматизацией. На первом этапе, используя методы «клик-химии», ученые создали панель из 192 различных лигандов — органических молекул, связывающихся с металлическим центром. В ходе реакции азиды соединялись с алкинами, образуя триазолы — азотсодержащие кольца, способные прочно связываться с металлами.

Далее в процесс вступил робот для работы с жидкостями, который объединил полученные 192 лиганда с пятью различными металлами. Процесс проводился методом «в одном котле», где реагенты, включая азиды, алкины, катализатор и металлы, смешивались в нужных пропорциях. В результате было сгенерировано 672 металлокомплекса, которые сразу же подверглись скринингу на антибактериальную активность и токсичность для человеческих клеток без предварительной длительной очистки.

Результаты скрининга показали, что комплексы, содержащие иридий и рений, обладают высокой эффективностью. В частности, 59 соединений иридия и 61 соединение рения подавляли активность Staphylococcus aureus — бактерии, вызывающей внутрибольничные инфекции различной степени тяжести. Из всего массива данных команда отобрала шесть наиболее эффективных соединений, которые сочетали высокую активность с низкой токсичностью, для дальнейшего изучения, повторного синтеза и характеризации в лабораторных условиях.

Абсолютным лидером среди кандидатов стал один иридиевый комплекс. Данные по безопасности показали, что это соединение в 50–100 раз активнее против бактерий, чем токсично для клеток человека. Этот результат подтверждает гипотезу о том, что металлокомплексы могут стать новой платформой для разработки эффективных антимикробных препаратов, способных преодолеть ограничения традиционной органической химии.

Марк Бласкович, молекулярный биолог из Университета Квинсленда в Австралии, в интервью изданию Live Science высоко оценил эффективность и разнообразие автоматизированного синтеза. Однако он отметил, что для превращения кандидатов в клинические препараты предстоит проделать значительную работу: необходимо доказать наличие «лекарственных свойств», таких как химическая стабильность и отсутствие побочных эффектов, а также продемонстрировать эффективность в живом организме, в идеале на моделях инфекций у мышей, являющихся «золотым стандартом».

Анджело Фрай планирует развивать успех, используя искусственный интеллект и машинное обучение. Стратегия будущих исследований заключается в обучении моделей для нахождения корреляций между структурными особенностями молекул и их высокой активностью при низкой токсичности. Эти модели будут использоваться для прогнозирования того, какие соединения следует синтезировать в следующий раз, что позволит сделать процесс открытия лекарств еще более целенаправленным и быстрым.


Новое на сайте

20066[b]Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение?[/b] 20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b]
Ссылка