Гидроксимочевина убивает клетки новым механизмом

Исследователи из MIT и Бостонского университета обнаружили, что препарат гидроксимочевина убивает бактерии, заставляя их производить токсичные для самих себя молекулы. Это открывает возможность поиска новых антибиотиков, использующих схожие механизмы.

Гидроксимочевина ингибирует фермент, критически важный для создания строительных блоков ДНК, поэтому десятилетиями она использовалась для изучения последствий ингибирования репликации ДНК в E. coli, дрожжах и клетках млекопитающих. Её также иногда применяют в химиотерапии для остановки роста раковых клеток.

Исследовательская группа под руководством биолога Грэма Уокера (MIT) и биоинженера Джеймса Коллинза (Бостонский университет) показала, что клетки умирают после обработки гидроксимочевиной не потому, что блокируется репликация их ДНК, а потому, что эта блокада запускает цепь клеточных событий, кульминацией которых становится производство гидроксильных радикалов. Эти радикалы высокореактивны и могут повреждать клеточные молекулы, такие как нуклеиновые кислоты, липиды и белки.

Коллинз ранее показал, что три разных антибиотика, каждый из которых ингибирует разные клеточные процессы, приводят к продукции гидроксильных радикалов, играющих роль в гибели клеток.

«Это естественным образом приводит к мысли, что можно, возможно, найти новый класс антибиотиков, который действует дальше по цепочке событий, стимулирующих продукцию гидроксильных радикалов», — говорит Уокер.

Результаты также могут помочь в разработке адъювантов — малых молекул, которые усиливали бы летальность существующих антибиотиков, отмечает Коллинз.

Исследователи подвергли E. coli воздействию гидроксимочевины, что спровоцировало активацию системы репарации ДНК под названием SOS. Этот ответ сохраняет клетки живыми в течение нескольких часов, но в конечном итоге приводит к выработке гидроксильных радикалов, которые убивают бактерии.

В будущих исследованиях Уокер надеется глубже изучить механизм бактериального ответа на гидроксимочевину и последовательность событий, которая в конечном итоге их убивает.

Источник: "Hydroxyurea Induces Hydroxyl Radical-Mediated Cell Death in Escherichia coli," Bryan Davies et al. Molecular Cell, Dec. 11, 2009.