Серебро против устойчивого к антибиотикам золотистого стафилококка

Исследовательская группа под руководством профессора Хунчжэ Суня из Университета Гонконга (HKU) обнаружила, что противомикробные средства на основе серебра (Ag) могут эффективно бороться с устойчивым к антибиотикам Staphylococcus aureus. Они действуют, одновременно нарушая функции нескольких ключевых белков в разных биологических путях. Это свойство можно использовать для повышения эффективности обычных антибиотиков и восстановления чувствительности метициллин-резистентного Staphylococcus aureus (MRSA) к ним.

Исследование отвечает на давний вопрос о молекулярных мишенях серебра в Staphylococcus aureus и объясняет устойчивую бактериальную восприимчивость к серебру, предлагая новый подход для борьбы с антимикробной резистентностью. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Ключевые результаты

• С помощью специальной методики LC-GE-ICP-MS ученые идентифицировали 38 белков, связывающих ионы серебра (Ag⁺-протеом), в клетках Staphylococcus aureus.
• Ag⁺ действует по принципу "дробовика", одновременно поражая множество белков и нарушая работу нескольких метаболических путей: гликолиза, окислительного пентозофосфатного пути (oxPPP) и системы защиты от окислительного стресса (ROS).
• OxPPP оказался критически важным путем-мишенью для Ag⁺. Ключевым ферментом этого пути, который ингибируется серебром, является 6PGDH.
• Были получены первые кристаллические структуры 6PGDH из S. aureus (с субстратом и с серебром). Показано, что Ag⁺ связывается с гистидином 185 в активном центре фермента, изменяет его каталитический карман и полностью подавляет ферментативную активность.
• Такой уникальный механизм действия (одновременное воздействие на множество мишеней) объясняет, почему у S. aureus не развивается устойчивость к серебру.
• На основе раскрытого механизма показано, что Ag⁺/AgNP могут:
  • Усиливать эффективность широкого спектра антибиотиков.
  • Восстанавливать чувствительность MRSA к антибиотикам.
  • Замедлять эволюцию устойчивости к антибиотикам у S. aureus.

Вывод: Комбинация антибиотиков с серебром или другими металлосодержащими соединениями может стать перспективной стратегией для подавления развития резистентности, продления срока службы существующих антибиотиков и преодоления кризиса антимикробной устойчивости.