Как бактериальная эволюция арсеналов антибиотиков дает новые чертежи лекарств

Ученые из Тринити-колледжа в Дублине обнаружили, что два совершенно разных вида бактерий выработали разные мощные арсеналы антибиотиков для использования в войне с соседями-бактериями [четверг, 9 января 2020 года]. Точно изобразив, как антибиотики действуют против метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA), ученые предоставили новые возможности для разработчиков лекарств, стремящихся сдержать глобальную угрозу устойчивости человечества к устойчивости к противомикробным препаратам.

Как бактериальная эволюция арсеналов антибиотиков дает новые чертежи лекарств

Неспособность разработать эффективные антибиотики, которые противодействуют устойчивости к существующим лекарствам, будет иметь катастрофические последствия. По оценкам, к середине столетия, всего через 30 лет, устойчивость к противомикробным препаратам приведет к глобальной смертности до 10 миллионов в год. К 2030 году Всемирный банк оценивает стоимость сопротивления в глобальном валовом внутреннем продукте в 3,4 триллиона долларов США. Потребность в новых и эффективных терапевтических средствах является немедленной и огромной.

Есть больше чем один способ снять кожу с кошки. Таким образом, поговорка гласит, что один и тот же конец может быть достигнут разными способами. И в исследовании, только что опубликованном в ведущем международном журнале, Связи природы, ученые Троицы обрисовывают захватывающий пример этого, происходящего в природе. В этом случае естественный отбор дал два совершенно разных ответа на одну и ту же проблему, что в конечном итоге позволило успешно конкурировать в бактериальной войне.

Надежда состоит в том, что фундаментальные исследования работы фермента, участвующего в синтезе бактериальной оболочки, о котором говорится в этой статье, будут способствовать разработке этих срочно необходимых лекарств.

Профессор Мартин Кэффри, почетный научный сотрудник Школы биохимии и иммунологии Тринити, является старшим автором исследовательской статьи. Он сказал:

«В частности, мы обнаружили, что эволюция привела к тому, что два совершенно разных типа бактерий нашли способ создать два совершенно разных антибиотика, с помощью которых можно было бы точно так же отразить соседей бактерий. Это прекрасный пример конвергентной молекулярной эволюции». "

«Хотя эти два антибиотика химически различны, один представляет собой циклический депсипептид (глобомицин), а другой. макроциклический лактон (миксовирезин), и они достигают того же самого конца, останавливая производство ключевых компонентов клеточной оболочки у других бактерий. таким образом, оружие убивает или ослабляет другие бактерии. "

Как это помогает разработчикам лекарств?

Хотя с чисто научной точки зрения важно понять, как природные ремесла и плесень на молекулярном уровне, как показано в этой работе, выводы ученых имеют дополнительное преимущество в предоставлении разработчикам лекарств химических чертежей или фармакофоров, которые объясняют, как молекулярная структура дает само по себе к определенному действию, такому как эффект антибиотика, который, как известно, работает на бактерии в реальном мире.

Эти чертежи теперь можно использовать для руководства фармацевтическими химиками при разработке новых, более эффективных лекарств, которые срочно необходимы в свете усиливающейся глобальной угрозы устойчивости к противомикробным препаратам.

Профессор Кэффри добавил:

«Ученые недавно посвятили много усилий решению открытых,« не поддающихся уничтожению »мишеней, многие из которых не имеют определенных карманов связывания, в которых лекарственные средства могут специфически взаимодействовать для достижения желаемого результата. Цель бактериальной клеточной стенки, которая занимает центральное место в нашей работе, также имеет открытая связывающая поверхность, но в ее случае природа нашла, по крайней мере, два способа нацеливания на нее с очень высокой аффинностью, используя природные антибиотики, глобомицин и миксовирсцин. И они делают это одновременно, одинаково и отчетливо ».