Молекула может обезвредить патогенные бактерии, не затрагивая полезные микробы
Консорциум исследователей с мультидисциплинарными навыками, координируемый INRAE и включающий CNRS, Университет Париж-Сакле и Inserm, идентифицировал молекулу, способную «обезоружить» патогенные бактерии перед лицом иммунной системы, без негативных эффектов на микробиоту хозяина. Это обещает новую стратегию борьбы с антибиотикорезистентностью.
Результаты, уже запатентованные и недавно опубликованные в Nature Communications, ведут к разработке новых лекарств.
Антибиотикорезистентность — серьёзная проблема общественного здравоохранения. По данным ВОЗ, 5 миллионов человек ежегодно умирают в мире в результате устойчивости к антибиотикам. К 2050 году это может стать основной причиной смерти.
Хотя антибиотики значительно снизили смертность от инфекционных заболеваний, их иногда чрезмерное и неоправданное использование привело к развитию резистентности. Кроме того, так как антибиотики обычно нацелены на пути, важные для выживания бактерий, они имеют широкий спектр действия, но им не хватает специфичности, что сказывается на всех бактериях микробиоты хозяина. Поэтому идентификация и характеристика новых бактериальных мишеней для лекарств и разработка инновационных противомикробных средств — научный и медицинский приоритет.
Команда исследователей INRAE идентифицировала белок Mfd (mutation frequency decline), фактор вирулентности, продуцируемый всеми бактериями и необходимый им для сопротивления иммунной системе хозяина. Этот белок также способствует спонтанным и случайным мутациям, которые увеличивают способность бактерий развивать резистентность.
Обезоруживание вторгающихся бактерий и защита микробиоты
После этого открытия консорциум исследователей объединился, чтобы идентифицировать и разработать соединение, способное блокировать этот белок и тем самым «обезоружить» патогенные бактерии.
Из библиотеки в 5 миллионов молекул учёные выделили перспективную молекулу под названием NM102, способную связываться с белком Mfd и предотвращать его активацию.
Серия тестов in vitro, а затем in vivo на моделях насекомых и мышей выявила три основных эффекта этой молекулы:
- Она не убивает бактерии в отсутствие токсичных соединений, продуцируемых иммунной системой.
- Она снижает количество патогенных бактерий в инфицированных органах, не повреждая микробиоту хозяина.
- Она способна блокировать функцию Mfd как фактора мутаций, тем самым снижая способность бактерий развивать устойчивость к противомикробным препаратам.
Таким образом, молекула способна «обезоруживать» патогенные бактерии, защищая при этом бактерии микробиоты.
Наиболее многообещающе то, что эта молекула также эффективна против бактериальных штаммов, устойчивых к текущим методам лечения и выделенных от пациентов больниц.
От молекулы к лекарству
Уже поданы два патента: на идентификацию бактериальной мишени и на идентификацию самой молекулы.
В этом исследовании учёные также инкапсулировали молекулу в биоразлагаемые наночастицы для облегчения её введения. В настоящее время они работают с CEA над химической оптимизацией аналогичных молекул и разработкой лекарств для борьбы с антибиотикорезистентностью.