Малая молекула помогает преодолеть неудачи антибиотикотерапии

С 1940-х годов антибиотики были основным оружием против вредных бактериальных инфекций. Но некоторые устойчивые патогены, такие как Staphylococcus aureus, могут инфицировать и скрываться внутри наших собственных иммунных клеток, что делает невероятно трудным для антибиотиков достижение и уничтожение их.

Исследователи из UNC School of Medicine, доцент Брейн Конлон, Ph.D., и постдок Куан-И Лу, Ph.D., подошли к проблеме нестандартно.

Вместо того чтобы сосредоточиться на более сильных антибиотиках, они изучили способы изменения наших собственных иммунных клеток, чтобы помочь антибиотикам работать эффективнее в организме. Конлон и Лу идентифицировали малую молекулу, которая изменяет иммунные клетки организма, заставляя их «будить» дремлющие внутри бактерии и делать их более уязвимыми для лечения антибиотиками.

Как описано в статье в Nature Microbiology, введение малой молекулы было эффективно для помощи антибиотикам в лучшем уничтожении бактерий, ответственных за стафилококковые, туберкулезные и сальмонеллезные инфекции — три наиболее распространенные и серьезные инфекции в мире.

«Двадцать тысяч человек умирают каждый год от устойчивых к антибиотикам стафилококковых инфекций, а это значит, что нам нужны новые способы заставить антибиотики работать лучше», — сказал Конлон. «Впервые мы показали, что можно воздействовать на хозяина, чтобы получить лучшие результаты от антибиотиков».

Исследователи проскринили 5000 малых молекул, чтобы выяснить, какие из них наиболее способны активировать и убивать дремлющие бактерии. В сотрудничестве с UNC's Small Molecule Screening Core они подвергали каждое соединение воздействию иммунных клеток, инфицированных стафилококком.

Чтобы увидеть, какие соединения наиболее эффективны, исследователи использовали модифицированные люминесцентные стафилококковые бактерии, которые светятся ярким цветом при активации или «пробуждении», подобно тепловой сигнатуре. Чем ярче свет, тем активнее становились бактерии — и тем легче было бы антибиотикам выследить и уничтожить скрытых захватчиков.

Одно соединение выделилось. Затем исследователи ввели это соединение модельным мышам, что — в сочетании с антибиотиками — показало значительное улучшение эффективности антибиотиков против Staphylococcus aureus и других бактерий, скрывающихся внутри иммунных клеток, включая Mycobacterium tuberculosis и Salmonella enterica.

«Мы обнаружили, что это действительно хороший подход и важное доказательство концепции», — сказал Конлон. «S. aureus погибал гораздо лучше, когда мы использовали эту малую молекулу, а затем мы обнаружили, что она также работает и против других внутриклеточных патогенов».

Конлон и Лу сейчас сосредоточены на точном определении того, как молекула взаимодействует с иммунными путями, патентовании молекулы для фармакологического использования и выяснении, могут ли аналогичные стратегии помочь улучшить лечение других трудноизлечимых бактериальных инфекций.