Размер крути: суперинфекции будут лечить малыми молекулами
Ученые синтезировали ряд химических соединений, которые усиливают действие антибиотиков, если бактерии в результате мутаций стали невосприимчивы к ним. В результате новые молекулы возвращают эффективность традиционным хорошо зарекомендовавшим себя антимикробным препаратам. В перспективе разработка может стать универсальным вспомогательным средством для борьбы с инфекциями. По мнению экспертов, полученные вещества показали эффективность на этапе доклинических исследований, но в дальнейшем требуется внимательно изучить их воздействие на организм.
Как «малые молекулы» помогают антибиотикам
Ученые-микробиологи из Научного центра трансляционной медицины (НЦТМ) Университета «Сириус» совместно с коллегами из ряда российских научно-исследовательских организаций нашли новые способы борьбы с суперинфекциями. Так называют заболевания, возбудители которых развили устойчивость к антибиотикам.
Как пояснили специалисты, это стало следствием чрезмерного или неправильного применения антимикробных препаратов в последние годы. Особенно такие процессы усилились в период пандемии COVID-19. В ответ на угрозу своей безопасности микробы мутировали и приспособились к антибиотикам. В настоящее время супербактерии значительно затрудняют лечение инфекционных заболеваний. Также возрастает вероятность осложнений и хирургических вмешательств. В некоторых случаях отдельные штаммы бактерий стали неуязвимыми для современных методов терапии.
Эти тенденции потребовали новых альтернативных стратегий борьбы со сложными патогенами. Исследователи из «Сириуса» в качестве такого средства предложили использовать «малые молекулы» — небольшие химические соединения, которые легко проникают внутрь клеток, где вступают во взаимодействие с различными белками. В данном случае ученые синтезировали вещества, которые блокируют фермент, ответственный за синтез сероводорода.
— Многие антибиотики при попадании в бактериальную клетку вызывают появление активных форм кислорода. Они провоцируют окислительный стресс, который и губит микроорганизмы. В свою очередь, бактерии выработали универсальный механизм защиты. Они выделяют сероводород, который, который, кроме неприятного запаха, представляет из себя антиоксидант, то есть он нейтрализует активные формы кислорода, — рассказал «Известиям» один из авторов разработки, научный руководитель направления «Биотехнология», директор НЦТМ Университета «Сириус» Роман Иванов.
Он отметил, эти работы были начаты за границей ученым российского происхождения Евгением Нудлером и активно продолжены в «Сириусе». На текущий момент специалисты уже синтезировали несколько молекул, которые могут направленно блокировать образование сероводорода в бактериальных клетках. При этом достаточно безопасны.
— Полученные структуры были испытаны против наиболее известных патогенов. Например, синегнойной палочки, которая вызывает от 30 до 50% внутрибольничных инфекций, в том числе таких опасных, как сепсис и пневмония. Эта инфекция раньше хорошо поддавалась лечению с помощью антибиотиков, например, цефепима. Сейчас многие штаммы утратили чувствительность к этому веществу. Однако добавление синтезированных нами молекул восстанавливает эффективность терапии, — пояснила один из разработчиков, специалист направления «Биотехнология» НЦТМ Университета «Сириус» Анастасия Головина.
Кроме того, добавила она, было изучено применение новых соединений на моделях инфекций, вызванных золотистым стафилококком — другим известным возбудителем тяжелых бактериальных инфекций. Эти исследования также продемонстрировали хорошие результаты.
Как вывести медицинский препарат на рынок
В дальнейшем поиск новых соединений с антимикробной активностью будет продолжен, рассказали ученые. Вместе с тем к существующим разработкам уже проявляют интерес российские компании, которые занимаются производством антибиотиков. Для них «малые молекулы» могут стать универсальным вспомогательным средством, которое назначается параллельно с лекарственной терапией для увеличения ее эффективности.
— Благодаря этому исследованию была еще раз подтверждена концепция о том, что молекулы, которые действуют по-другому механизму на бактерии, перспективны для использования в сочетании с антибиотиками. Они позволяют подавлять инфекционный процесс даже в случае невосприимчивости микроорганизмов к традиционным лекарственным средствам, — прокомментировала «Известиям» достижение ученых из «Сириуса» заведующая отделом медицинской микробиологии, руководитель лаборатории хламидиозов НИЦ эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи Ниаля Зингагирова.
По ее словам, в мире в разных научных центрах и фармкомпаниях это направление рассматривается как одно из наиболее актуальных. В данном случае учеными была синтезирована новая, оригинальная молекула, которая показала хорошие результаты при доклинических исследованиях. В частности, ее эффективность в сочетании с антибиотиками была подтверждена в ходе испытаний на мышах, инфицированных сепсисом и пневмонией. Их выживаемость в ходе комбинированной терапии антибиотиком с новой молекулой повысилась.
В дальнейшем, по мнению эксперта, разработка может быть изучена и в отношении других патогенов.
— Супермикробы, невосприимчивые к антибактериальным препаратам, повышают риск глобальных эпидемий. Поэтому любые средства, которые помогут предотвратить неконтролируемое распространение инфекций нужно приветствовать. В том числе и разработку коллег из «Сириуса», — поделился своим мнением старший научный сотрудник НИИ Физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского Павел Назаров.
Вместе с тем он отметил, что внедрение новых лекарственных средств требует внимательного изучения их влияния на организм человека. Если будут выявлены негативные эффекты, то следует разработать методы, которые позволят новым молекулам направленно действовать на патогенные бактерии, не затрагивая здоровые ткани.
В целом, отметил Павел Назаров, вывод медицинских препаратов на рынок — это сложный и длительный процесс. Затраты на него подчас составляют миллиарды долларов. Поэтому важно, чтобы разработку ученых подхватывали крупные фармацевтические компании, которые могут инвестировать значительные средства в испытание и сертификацию новых лекарственных средств.
