Антибиотик нового поколения убивает бактерии с помощью нового двухэтапного механизма
Учёные из Утрехтского университета обнаружили новый механизм действия антибиотиков. Антибиотик тейксобактин использует двойную молекулярную стратегию: он блокирует синтез бактериальной клеточной стенки и разрушает клеточную мембрану. Новое понимание позволит создавать мощные антибиотики, к которым у бактерий не будет легко развиваться устойчивость.
В 2015 году учёным из Бостона (США) удалось выделить тейксобактин — первый новый антибиотик, открытый примерно за 40 лет. Он был получен из так называемых «некультивируемых» бактерий, которые не растут в обычных лабораторных условиях, и демонстрирует исключительную эффективность против бактериальных патогенов без обнаруживаемой резистентности. Однако механизм его действия оставался неизвестным.
Длинные фибриллы
Международная команда под руководством доцента Маркуса Вайнгарта из Утрехтского университета выяснила, как тейксобактин убивает бактерии на молекулярном уровне. Учёные использовали несколько передовых методов структурной биологии и сотрудничали с первооткрывателями тейксобактина.
«Бактериям нужен особый липид — липид II — для построения защитной оболочки. Мы показали на атомном уровне, что тейксобактин нацеливается на липид II и изолирует его. После этого тейксобактин и липид II вместе образуют длинные фибриллы на бактериальных клеточных мембранах», — говорит Вайнгарт. «Постепенно это создаёт своего рода долину в ландшафте клеточной мембраны, которая затем разрушается и повреждает мембрану». Исследователи обнаружили ранее неизвестный биомолекулярный механизм — «уникальную стратегию уничтожения».
Лучшие лекарства против респираторных заболеваний
Кандидат наук Ритм Шукла и Вайнгарт использовали метод ЯМР-спектроскопии в твёрдом теле (ssNMR), чтобы определить структуру комплекса тейксобактина и липида II на атомном уровне в липидных мембранах. Затем команда смогла визуализировать фибриллы в мембранах и непосредственно в бактериях с помощью различных методов микроскопии.
Вайнгарт: «Теперь, когда мы знаем, как работает тейксобактин, можно будет рационально разрабатывать более эффективные препараты против пневмонии, туберкулёза или инфекций, вызванных бактериями MRSA. Для всех этих респираторных заболеваний устойчивость к текущим антибиотикам является огромной проблемой».