Когда бактерия развивает устойчивость к определенному антибиотику, это проблематично. Когда это развивает обороноспособность против антибиотиков в целом, поскольку Pseudomonas aeruginosa сделал, это является ужасающим. Но теперь исследователи создали антибиотик, нападающий на микроб абсолютно новым способом, который, кажется, сокрушает ту обороноспособность.
P. aeruginosa является очень приспосабливаемой бактерией, живущей почти везде. Несмотря на то, что здоровая иммунная система может мешать ему вызвать серьезные проблемы, это беспощадно эксплуатирует почти любую слабость у людей с ослабленным иммунитетом. Это – четвертая наиболее распространенная причина внутрибольничных инфекций, нападая на пострадавших от ожогов и вызывая сепсис и пневмонию в больных лейкемией и СПИДом. Pseudomonas-наведенные инфекции легких способствуют смертельным случаям почти всех больных муковисцедозом.
Бактерия является стойкой к антибиотикам из-за ее почти непроницаемой клеточной оболочки, делающей очень трудным для наркотиков войти в микроорганизм. И если они действительно стащили прошлую безопасность, антибиотики могут иметь очень недолгое пребывание: бактерия развила «откачивающие насосы», изгоняющие нежелательные химикаты.
Многих зараженных P. aeruginosa нужно лечить антибиотиками, которые ранее рассматривают слишком ядовитыми для человеческого использования.Для нахождения альтернативы химик Джон Робинсон и коллеги в Цюрихском университете в Швейцарии объединились с учеными из фармацевтической компании Polyphor, также в Швейцарии, для имитации собственной обороноспособности органа против дьявольского жука. Здоровая иммунная система производит молекулы, названные пептидами, нападающими на огромную клеточную оболочку бактерии, и ученые долго размышляли о потенциале синтетических пептидов как антибиотики.
Но сами пептиды имеют серьезные проблемы – человеческое тело ломает их очень быстро, и они могут быть токсичными в больших дозах. «Несмотря на то, что отправная точка для нашей работы часто является пептидами и протеинами от мира природы, мы хотим сделать что-то, что является более стабильным, более эффективным, и менее токсичным», говорит Робинсон.В Науке этой недели исследователи описывают синтетическую молекулу, названную peptidomimetic, разрушающим функцию LptD, бактериальный протеин никогда, прежде чем предназначено антибиотика.
Группа базировала новый состав на натуральном антимикробном пептиде, названном protegrin-I, но щипнула его молекулярное строение достаточно, что пептид связывает с LptD вместо молекул липида protegrin-I цели. Поскольку LptD найден только в Pseudomonas, препарат не нападает на другие организмы или камеры зараженного хозяина и намного менее токсичен, чем сам protegrin-I. Протеин LptD высовывается от за пределами клеточной оболочки, таким образом, peptidomimetic может сделать свою смертельную работу снаружи бактерии, аккуратно обойдя внутренние антибиотические откачивающие насосы бактерии. Кроме того, peptidomimetic длится дольше в кровотоке, чем сами пептиды, потому что ферменты не признают синтетическую молекулу и ломают ее.
Робинсон и коллеги проверили потенциальный препарат на мышах с Pseudomonas-наведенным сепсисом и достигли 100%-го показателя эффективности лечения без допустимых побочных эффектов. В качестве награды испытание культуры клеток тканей указывает, что способность препарата отключить протеин LptD делает клеточную оболочку более проницаемой, позволяя другим антибиотикам, используемым в сочетании с peptidomimetic получать доступ к внутренней клетке и работе эффективнее.
Роберт Хэнкок, микробиолог в Университете Британской Колумбии в Канаде, вовлеченный в открытие непроницаемости клеточной оболочки Pseudomonas в 1982, впечатлен исследованием. «Когда я сначала посмотрел на него, у меня были некоторые сомнения, потому что [протеин] такая новая цель, но я действительно счел его очень захватывающим». Однако, он зондирует предупреждение. «Они действительно не соответственно проверили проблему токсичности все же».
Робинсон отвечает, что начиная с представления статьи Polyphor закончил полное преклиническое исследование токсикологии и теперь подготавливает заявление начать первое испытание на людях. «Если это будет утверждено, то это будет, вероятно, иметь место летом», говорит он.