Новый антибиотик убивает всех

21.05.2012 Наука и жизнь

Бактерии легко приспосабливаются к новым антибиотикам, сколь бы хитроумными они ни были. Но с новым веществом, взятым из почвенной бактерии, лекарственноустойчивым микробам, наверное, будет необходимо на долгое время уступить собственные позиции.

Множество обширно применяемых лекарств пришло к нам в буквальном смысле из почвы – из бактерий и грибов, обитающих в земле. (Всем узнаваемый пенициллин в первый раз был взят из почвенного грибка Penicillium notatum.) В своё время пенициллин произвёл революцию в медицине и биологии – и, быть может, новое открытие, сделанное исследователями из Северо-Восточного университета (США) вместе с сотрудниками из компании NovoBiotic Pharmaceuticals, окажется столь же грандиозным: им удалось найти почвенную бактерию, чей антибиотик был посильнее любого, сколь угодно устойчивого к антибиотикам микроба.

Микрофотография некоторых почвенных бактерий. (Фото Simko / Visuals Unlimited / Corbis.) Устройство Ichip с камерами для культивации бактерий, вытащенное из земли. (Фото Northeastern University.)‹ ›

Новый антибиотик убивает всех

Лекарственная устойчивость бактерий сейчас стала настоящей головной болью для медиков: благодаря пластичности способности и генетического аппарата обмениваться генами бактерии смогут приспособиться практически к любому лекарству, будь оно из какого-нибудь естественного источника либо же синтезировано с нуля в лаборатории. Любопытно, что микробам кроме того не требуется общаться с антибиотиками: необходимый ген может попасть к ним по цепочке от вторых клеток.

Причём устойчивость может развиваться не против какого-либо одного средства – при таких условиях неприятностей бы никаких не было – а против целых групп антибиотиков. Предположительно, самый узнаваемый пример тут – метициллин-резистентный стафилококк, либо MRSA, устойчивый к широкому спектру лекарств. Его довольно часто применяют как модельный исследовательский объект, чтобы выяснить механизмы, задействованные при развитии лекарственной устойчивости, а заодно и для опробования новых веществ, каковые имели возможность бы такую устойчивость преодолеть.

Теиксобактин, обрисовываемый в свежей статье в Nature, был легко таки чудесным средством, «пробивающим» любое сопротивление со стороны патогенных бактерий. Он не просто убивал MRSA и туберкулёзную Mycobacterium tuberculosis (которая также славится умением проигнорировать антибиотики) – авторам работы по большому счету не удалось отыскать ни одной разновидности лекарственной устойчивости, которую теиксобактину не удалось бы преодолеть.

Сначала, найдя такое, исследователи посчитали, что у них в руках был какой-то редкостный яд, что будет убивать не только бактерий, но и самого больного. Но опасения не подтвердились: мыши, которым сперва вводили смертельные дозы патогенов, а позже додавали ещё и теиксобактин, оставались в живых, и никаких показателей отравления новым веществом у них не было.

Суперантибиотик выделили из доселе малоизвестной почвенной бактерии Eleftheria terrae, которую к тому же, как выяснилось, нереально выращивать посредством простых лабораторных способов. Другими словами бактерия испытывает недостаток в таких веществах и в таковой пропорции, каковые возможно отыскать лишь в земле, но не в микробиологических питательных средах.

Дабы поймать капризного микроба, Киму Льюису (Kim Lewis) и его сотрудникам было нужно применять сравнительно не так давно изобретённое устройство называющиеся Ichip: пример земли разбавляют так, дабы бактериальные клетки смогли поштучно распределиться между несколькими десятками микрокамер, заполненных агаром и отделённых от окружающей среды полупроницаемой мембраной. После этого устройство погружали в землю: бактерии в камерах не могли покинуть их, но имели возможность приобретать через мембрану нужные для размножения и роста почвенные вещества. Так удалось выделить и размножить бактерию с теиксобактином.

В чём обстоятельство его суперсилы? Новый антибиотик портит клеточную стенку микробов, тут он сходен со многими вторыми «сотрудниками», но конкретная его мишень вовсе не фермент, несущий ответственность за ту либо иную стадию её сборки, и не пептид, входящий в её состав. Теиксобактин связывается с предшественниками пептидогликана и тейхоевой кислоты, из которых складывается клеточная стена.

Антибиотик взаимодействует с весьма консервативным участком в полимерных структурах, таким консервативным, что до сих пор ни у одной бактерии не удалось отыскать в нём каких-либо модификаций. В большинстве случаев, в случае если лекарство бьёт по структурному белку, либо белку-ферменту, микробы применяют мутации, каковые так меняют структуру белка, что он выполняетсобственную работу, но делается нечувствительным к антибиотику.

Но в этом случае вещество нацелено против только серьёзных молекулярных комплексов, каковые в принципе не терпят никаких мутаций. Другими словами запрещено никак поменять ферменты, несущие ответственность за данный кусок клеточной стены, дабы он (полимерный кусок) стал невидим для антибиотика.

Похожий механизм действия возможно отыскать у ванкомицина, но он связывается с пептидным компонентом клеточной стены, что сам по себе возможно поменять без вреда для клетки. Что бактерии и сделали: уже практически 30 лет мы имеем дело с ванкомицин-устойчивыми микробами, каковые промутировали упомянутый пептид.

Сама бактерия, создающая теиксобактин, устроена так, что ей нет потребности защищаться от собственного антибиотика: в её клеточной стенке нет мишеней для него. Вероятнее, готовых генов против теиксобактина в природе нет, и купить устойчивость к нему благодаря горизонтальному переносу нужного гена от одной бактерии к второй легко нереально. Нельзя исключать, что устойчивость к теиксобактину однако покажется, но это займёт намного больше времени, чем в большинстве случаев.

И однако более корректно было бы заявить, что новый антибиотик убивает всех – до тех пор пока…

Но сам по себе метод ловли почвенных бактерий, которых нереально выделить простыми лабораторными способами, может в дальнейшем снабжать нас целыми классами лекарств, с которыми патогенным микробам будет весьма тяжело совладать. Считается, что только 1 процентов существующих микробов поддаётся культивации в лабораториях. Других же мы можем видеть лишь в маленьком количестве в примерах земель либо вод и в итогах генетического анализа, сканирующего всю ДНК в таких примерах.

Разрабатывая новые способы, подобныеIchip, благодаря которым мы сможем лучше изучать микробное разнообразие, мы тем самым можем взять богатый источник новых лекарств – кто знает, какие конкретно секреты прячут в себе бактерии, остающиеся до тех пор пока что невидимыми для исследователей.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Действие антибиотиков Петр Сергиев


Похожие статьи, которые вам понравятся: