Компьютерное моделирование раскрывает механизм устойчивости бактерий к антибиотикам

Исследование взаимодействия аминогликозидных антибиотиков с их мишенью в бактериях с помощью компьютерного моделирования помогло объяснить механизм устойчивости и предложить пути модификации препаратов.

В работе, которая будет опубликована 21 июля в журнале PLoS Computational Biology, учёные из Варшавского университета (Польша) и Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) изучили физическую основу одного из механизмов резистентности — мутаций в мишени антибиотика, РНК бактериальной рибосомы. С помощью моделирования они наблюдали изменения во взаимодействии антибиотика с мишенью при введении различных мутаций.

Аминогликозидные антибиотики широко применяются в больницах по всему миру для борьбы с тяжёлыми инфекциями, включая туберкулёз и чуму. Однако постоянное появление устойчивых бактерий создаёт острую необходимость в улучшении этих препаратов. Ранее эксперименты показали, что определённые точковые мутации в рибосомальной РНК бактерий обеспечивают высокую устойчивость к аминогликозидам, но физико-химический механизм этого эффекта оставался неизвестным. Компьютерное моделирование позволило объяснить, как различные мутации в этом фрагменте РНК влияют на его динамику и приводят к резистентности.

Бактерии вырабатывают устойчивость и другими способами, помимо мутаций. Авторы сейчас исследуют механизм, при котором бактериальные ферменты активно модифицируют и нейтрализуют аминогликозидные антибиотики. Совместное использование молекулярного моделирования и экспериментов может помочь в будущем создать более эффективные производные аминогликозидов.