Открытие поможет в борьбе с устойчивостью к противогрибковым препаратам
Прорывное исследование Университета Отаго (Новая Зеландия) из Института сэра Джона Уолша прокладывает путь к созданию новых противогрибковых препаратов, способных преодолеть глобальную проблему растущей устойчивости к текущим методам лечения.
Грибковые инфекции, вызываемые организмами Candida, Aspergillus и Cryptococcus, играют всё более значительную роль в заболеваемости. Такие инфекции, как молочница, поражают недоношенных детей, пожилых людей, женщин репродуктивного возраста, людей с сухостью во рту и пациентов с терминальным раком. Они могут быть смертельными: 1.4 миллиона человек ежегодно умирают из-за грибковых инфекций, усугубляемых коинфекциями с туберкулёзом и СПИДом или медикаментозно вызванным иммунодефицитом.
До сих пор усилия по расширению арсенала противогрибковых средств сдерживались отсутствием молекулярного понимания потенциальных мишеней для лекарств и механизмов, вызывающих лекарственную устойчивость.
Теперь исследователи из Отаго под руководством доктора Брайана Монка совместно с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Франциско определили сложную структуру ключевого белка клеточной мембраны, участвующего в метаболизме стеролов и устойчивости в дрожжевой модели. Их результаты опубликованы в последнем онлайн-выпуске престижного американского журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Доктор Монк заявляет, что достижение исследовательской группы даст новое понимание механизмов устойчивости грибов к триазольным препаратам и поможет в разработке новых препаратов широкого спектра действия с минимальными побочными эффектами.
«Мембранные белки в целом — важные молекулы в клетках, и они также представляют около 70% всех мишеней для лекарств. Однако они печально известны тем, что учёным сложно извлекать их из клеток и успешно изучать, поэтому мы рады, что смогли это сделать».
Полученные с помощью рентгеновской кристаллографии изображения структуры выявили новые особенности, вероятно, общие для до половины всех мембранных белков, включая близкородственные белки, которые модифицируют действие наиболее часто назначаемых лекарств.
«Они показывают нам, как грибковый фермент и его родственники взаимодействуют с мембраной, и дают важные подсказки о взаимосвязях с субстратами, ингибиторами и продуктами, имеющими широкие последствия для биологии, дизайна лекарств и персонализированной медицины».
Доктор Монк отмечает, что их успех в определении структуры мембранного белка аналогичен недавнему достижению команды профессора Грега Кука из Департамента микробиологии и иммунологии Отаго.
В прошлом месяце профессор Кук и коллеги опубликовали структуру мембранного белка, необходимого бактериям для выработки энергии, что открывает путь к разработке новых классов противомикробных препаратов. Менее 0.5% из всех определённых в мире структур белков приходится на мембранные белки.
Особенно впечатляет, что две группы из Отаго опубликовали такие структуры в 2014 году, который по решению ООН является Международным годом кристаллографии в честь столетия междисциплинарного вклада в развитие человечества, отмечает доктор Монк.
Следующие шаги для доктора Монка и коллег — дальнейшее изучение мембранного белка у нескольких важных патогенных грибов и использование передовых технологий скрининга для выявления новых препаратов широкого спектра действия, нацеленных на этот белок.