В условиях, когда устойчивость к антибиотикам признается одной из наиболее серьезных угроз для современной системы здравоохранения, научное сообщество сталкивается с необходимостью поиска нестандартных решений. Лекарства, некогда демонстрировавшие безупречную эффективность, постепенно утрачивают свою силу, что не только осложняет лечение инфекционных заболеваний, но и повышает риски, сопряженные с рутинными хирургическими вмешательствами, химиотерапией и иными медицинскими процедурами. Вместо того чтобы изобретать совершенно новые антибиотики, исследователи все чаще обращаются к стратегии, основанной на применении адъювантов — молекул-помощников, которые не атакуют бактерии напрямую, но существенно усиливают действие уже существующих препаратов.
Создание новых молекул для ускорения создания лекарств
Профессор Джон Мозес и его команда из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) на протяжении нескольких лет разрабатывают прогрессивные методики, призванные ускорить и оптимизировать процессы внедрения новых лекарственных средств. В основе их работы лежит технология, известная как клики, ориентированные на разнообразие (DOC), созданная непосредственно в лаборатории Моисея. С помощью этого подхода ученые сформировали платформу, включающую более 150 различных соединений. Молекулы из этой коллекции, как отмечается, уже внесли вклад в изучение механизмов устойчивости к антибиотикам и экологических аспектов их распространения.
Теперь, благодаря сотрудничеству с Scripps Research, данная библиотека соединений помогла восстановить клиническую эффективность ванкомицина — мощного антибиотика, традиционно применяемого против таких патогенов, как MRSA и Clostridium difficile (C. diff). Оба этих микроорганизма способны мутировать и превращаться в так называемые «супербактерии», успешно уклоняющиеся от действия препаратов первой линии, включая ванкомицин. Впоследствии такие устойчивые штаммы могут распространяться в больничных условиях, домах престарелых и среди населения в целом.
Восстановление ванкомицина против устойчивых поражений
В рамках нового исследования ученые из лаборатории Моисея (CSHL) совместно с профессором Говардой Ханга из Scripps Research сосредоточились на поиске способа, позволяющего вернуть ванкомицину его утраченную эффективность. Ключевой мишенью для них стал бактериальный фермент, обозначаемый как секретируемый антиген А (SagA). Для блокировки этого фермента исследователи применили небольшие молекулы, получившие название pghi-4, которые были впервые идентифицированы в лаборатории Моисея еще в 2020 году.
Эксперименты показали, что при обработке лекарственно-устойчивого штамма E. faecium комбинацией ванкомицина и ингибитора pghi-4 антибиотик восстанавливает свою способность уничтожать бактерии. По словам самого Мозеса, одной из наиболее примечательных особенностей этого открытия является то, что исследование изначально не было направлено на поиск нового антибиотика. «Это открытие стало результатом фундаментальных исследований, — подчеркнул ученый. — Развитие возникновения привело к открытию первого ингибитора важного фермента, участвующего в устойчивости к антибиотикам. Этот процесс мы постоянно совершенствуем, чтобы поддерживать наши молекулы в актуальном состоянии и добавлять новые, чтобы наши коллеги могли воспользоваться ими в своих исследованиях».
Более широкая стратегия борьбы с супербагами
Предоставив созданную молекулярную сеть в распоряжение других научных групп, команда выражает надежду, что подобные подходы могут в конечном итоге привести к разработке дополнительных стратегий против лекарственно-устойчивых патогенов, включая, например, устойчивые формы туберкулеза. «Эта работа отражает философию химии, цели быстрого открытия лекарств в их самой простой форме, — комментирует Мозес. — Используя надежность, надежность и интеллектуальные рабочие механизмы, мы можем более эффективно создавать новые молекулы. Именно такой подход мы здесь использовали».
В условиях глобального роста устойчивости к антибиотикам полученные результаты демонстрируют, что значимые медицинские прорывы могут быть достигнуты не через создание абсолютно новых препаратов, а путем переосмысления химических свойств уже существующих лекарств. Будущие схемы лечения, возможно, будут начинаться не с новых антибиотиков, а с тщательно спроектированных молекул, способных вдохнуть вторую жизнь в старые, проверенные средства.
Финансирование
Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения, Национальным институтом проектов, Австралийским исследовательским советом, Фондом коммерциализации биозащиты штата Нью-Йорк, Ф.М. Фондом Кирби и Фондом Старра.