Как роботы могут решить кризис производства антибиотиков

Отчет ВОЗ в феврале перечислил тревожное количество патогенов, угрожающих здоровью, поскольку становится все меньше препаратов для лечения вызываемых ими инфекций. С пика в 196-х годах производство новых антибиотиков значительно сократилось, и уже 30 лет не было открыто нового крупного класса антибиотиков для клинического применения. Есть даже случаи устойчивости к Ванкомицину, который врачи используют как антибиотик последней надежды.

Производство антибиотиков сократилось по многим причинам. Как и все лекарства, их дорого разрабатывать, а поиск новых жизнеспособных соединений становится сложнее и требует больше времени. От 80 до 90% антибиотиков получают из почвенных бактерий — актиномицетов. До недавнего времени ученые считали, что возможности производства антибиотиков из многих этих микробов почти исчерпаны.

Однако благодаря огромному технологическому прогрессу последних лет нашей команде в Центре синтетической биологии SYNBIOCHEM Манчестерского университета удалось объединить силу биологии с мощью инженерии. Секвенирование генома открыло новые возможности для поиска потенциальных путей биосинтеза антибиотиков, которые «спят» в геноме практически каждой бактерии. Используя синтетическую биологию, мы можем переписывать последовательности ДНК путей биосинтеза антибиотиков, вводить ферменты из других организмов и экспрессировать результат в заданном организме-хозяине. Актиномицеты, E. coli и даже дрожжи могут участвовать в этом процессе. Наш анализ показал, что с помощью этого подхода существует множество потенциальных путей для создания новых соединений.

Проблема в том, что манипулирование путями биосинтеза и организмом-хозяином требует много времени и усилий. Именно поэтому робототехника так важна — она позволяет проводить такие исследования, которые включают большие объемы повторяющихся задач. Если один человек может создать и протестировать десять соединений за год, то робот — тысячи.

Благодаря нашим передовым технологиям мы считаем, что в Центре синтетической биологии SYNBIOCHEM в Манчестере есть высокие шансы в ближайшем будущем испытать новые антибиотики, созданные методами синтетической биологии. Наша работа с Центром устойчивости к противомикробным препаратам в Олдерли-Парке — совместной частно-государственной инициативой для поддержки и ускорения разработки новых антибиотиков — невероятно важна для быстрого вывода этих препаратов на рынок.