Грибок, живущий в почве в Новой Шотландии, дает надежду на победу в борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами, ежегодно убивающими десятки тысяч людей. Поиск ответа на загадку резистентности в природной среде – гораздо более перспективный подход, чем попытки создать новые антибиотики, проблема, на протяжении десятилетий ставящая ученых в тупик. С конца 1980-х годов не было открыто ни одного нового класса антибиотиков, что оставляет врачам очень немного инструментов для борьбы с угрожающими жизни инфекциями.

Кристаллографическая структура одной из множества
металло-бета-лактамаз. В виде шарика показан ион цинка.
(Wikipedia)

Группа исследователей во главе с учеными из Университета Мак-Мастера (McMaster University) открыла синтезируемую грибком молекулу, известную как АМА, которая способна «разоружить» один из самых опасных генов резистентности к антибиотикам – NDM-1 (New Delhi Metallo-beta-Lactamase-1, металло-бета-лактамаза-1 из Нью-Дели), признанный Всемирной организацией здравоохранения глобальной угрозой общественному здравоохранению.

«Это враг общества номер один», – говорит Джерри Райт (Gerry Wright), директор Института инфекционных заболеваний Майкла де Грута (Michael G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research) Университета Мак-Мастера. «Он пришел из ниоткуда, распространился повсюду и практически уничтожил наш последний ресурс антибиотиков, последнюю имеющуюся в нашем распоряжении таблетку, используемую для лечения серьезных инфекций».

Открытие свойств этой синтезируемой грибком молекулы очень важно: она может стать средством адресного и быстрого блокирования резистентных патогенных микроорганизмов, которые делают неэффективными карбапенемы – класс антибиотиков, близких к пенициллинам.

«Проще говоря, эта молекула выбивает NDM-1, так что антибиотики могут делать свою работу», – поясняет Райт.

Поиск ответа на загадку резистентности в природной среде – гораздо более перспективный подход, чем попытки создать новые антибиотики, проблема, на протяжении десятилетий ставящая ученых в тупик. С конца 1980-х годов не было открыто ни одного нового класса антибиотиков, что оставляет врачам очень немного инструментов для борьбы с угрожающими жизни инфекциями.

«Мало того, что мы имеем ген резистентности к антибиотикам, нацеленный на последний ресурс оставшихся у нас препаратов, так он еще и переносится организмами, вызывающими всевозможные сложные заболевания и проявляющими уже множественную лекарственную устойчивость. Он найден не только в клиниках, но и в природной среде – в грязной воде в Южной Азии, – что способствовало его распространению по всему миру», – продолжает Райт. «Наша идея состояла в том, что если бы мы смогли найти молекулу, блокирующую NDM-1, эти антибиотики снова стали бы полезны».

Взяв ген NDM-1 и встроив его в геном неопасной бактерии E.coli, Райт и его коллеги из Мак-Мастера, Университета Британской Колумбии (University of British Columbia) и Университета Кардиффа (Cardiff University) провели сложный химический скрининг с целью найти молекулу, способную блокировать синтез NDM-1.

Для синтеза бактериями фермента NMD-1 необходим цинк, но найти способ лишить фермент цинка, не оказывая токсического воздействия на организм человека, было непростой задачей – до открытия грибковой молекулы, которая, как представляется, выполняет эту работу естественно и не причиняя вреда.

Ученые проверили свою теорию на мышах, зараженных экспрессирующей NDM-1 супербактерией. Мыши, получавшие комбинацию из молекулы AMA и карбапенемового антибиотика, выжили, в то время как животные, получавшие отдельно либо антибиотик, либо AMA, погибли.

«Это позволит решить один из аспектов сложной проблемы. АМА восстанавливает активность карбапенемовых антибиотиков, поэтому вместо отсутствия антибиотиков у нас появятся хотя бы некоторые из них», – говорит Райт. «Это решение глобальной проблемы с маркой «Сделано в Канаде»».

«Устойчивость к антибиотикам является одной из важнейших проблем общественного здравоохранения в Канаде и на международном уровне и приоритетом в работе Канадского института исследований в области здравоохранения (Canadian Institutes of Health Research, CIHR). Очень радостно видеть, что канадские исследователи находят новые стратегии преодоления резистентности к противомикробным препаратам», – прокомментировал открытие научный директор Института инфекции и иммунитета (Institute of Infection and Immunity) CIHR доктор Марк Квеллетт (Marc Ouellette).

Оригинальная статья

Aspergillomarasmine A overcomes metallo-β-lactamase antibiotic resistance