Ежегодно в ноябре отмечается Всемирная неделя правильного использования антибиотиков. Её задача – привлечь внимание к одной из самых острых угроз современному здравоохранению. Рост устойчивости микроорганизмов к антибактериальным препаратам (антибиотикорезистентность, АМР) – серьёзнейший вызов всей медицине.
По иронии судьбы вызов этот исходит от изобретения, которое спасло сотни миллионов, если не миллиард жизней – антибиотика, открытого Александром Флемингом. Это открытие дало человечеству возможность эффективно бороться с бактериальными инфекциями, которые ранее были практически смертным приговором. Средняя ожидаемая продолжительность жизни с начала массового использования антибиотиков выросла с 47 до более чем 80 лет – настоящая биологическая революция!
Увы, чрезмерное, нецелевое и неправильное использование этих препаратов привело к формированию штаммов бактерий, способных противостоять лекарствам. Величайшее достижение медицины обернулось глобальной проблемой, требующей немедленного решения.
Сегодня АМР представляет собой кризис мирового масштаба. ВОЗ предупреждает, что устойчивость микробов к антибиотикам только за последние пять лет выросла на 40%. Уже каждая шестая бактериальная инфекция в мире не поддается лечению, а ежегодное число смертей, связанных с антибиотикорезистентностью, достигает тревожной отметки в пять миллионов человек.
Конечно, научное сообщество активно ищет новые подходы к терапии. Одним из наиболее перспективных направлений является разработка пептидных антибиотиков. В отличие от традиционных препаратов, они разрушают защитные оболочки бактерий и могут быть эффективны даже там, где привычные средства уже бессильны. Однако и к ним микробы постепенно адаптируются. Это вообще чрезвычайно изобретательные существа, и чтобы справиться с ними, человечеству нужно их в этой изобретательности превзойти.
Серьёзную заявку на такое превосходство сделали исследователи Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ). Они предложили инновационное технологическое решение, способное повысить эффективность лечения и обойти существующие защитные механизмы бактерий. Суть их подхода заключается в использовании так называемых «зеркальных» молекул, энантиомеров. Ученые объясняют: биологические системы, включая бактерии, способны распознавать только одну из двух зеркальных форм молекулы. Если заменить активное вещество его зеркальным аналогом, защита микроба просто не сработает, поскольку его ферменты обучены распознавать лишь «незеркальную» форму. Но чтобы такие новые пептидные антибиотики были безопасными и эффективными в промышленном масштабе, критически важной является их строгая очистка от примесей «неправильных» молекул.
Именно в этой области химики ПНИПУ добились прорыва, разработав технологию сверхбыстрого разделения энантиомеров. В ходе экспериментов они протестировали несколько специальных металлических колонок – хиральных сорбентов. Наиболее универсальным и перспективным решением стала колонка АК-59 (число – по номеру региона), с помощью которой удалось полностью разделить энантиомеры всех исследованных аминокислот – строительных блоков будущих пептидных антибиотиков.
Конечно, проблема АМР не ограничивается клинической практикой. Чрезмерное использование антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве приводит к их попаданию в экосистемы – почву и воду. Это, в свою очередь, способствует дальнейшей селекции устойчивых форм бактерий в окружающей среде и негативно влияет на жизнь других живых организмов. И о том, как это происходит, например, в озере Байкал, обязательно расскажу в одном из следующих постов.