Разработан подход, защищающий антибиотики от "выкачки" из патогенных микробов

МОСКВА, 29 мая. /ТАСС/. Британские биохимики создали алгоритм, позволяющий менять антибиотики таким образом, что их структура начинает мешать бактериям "выкачивать" поглощенные ими молекулы лекарств. Это позволит затормозить развитие стойкости микробов к антибиотикам, сообщила пресс-служба Королевского колледжа Лондона (KCL).

"Так называемые эффлюксные насосы являются одним из главных механизмов защиты микробов от антибиотиков, так как они позволяют бактериям снижать концентрацию этих препаратов внутри их цитоплазмы. Мы показали, что это можно преодолеть при помощи рационального химического дизайна, встроив в молекулу антибиотика структуры, защищающие ее от "выкачки" из клетки", - заявил профессор KCL Марк Саттон, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют ученые, в мембраны и оболочки бактерий встроено большое число различных белковых "насосов" и помп, способных перекачивать различные ионы и сложно устроенные молекулы из клетки во внешнюю среду и в обратном направлении. Многие микробы приобрели в процессе эволюции способность использовать эти помпы для защиты от антибиотиков, которые их "конкуренты" используют для расчистки жизненного пространства.

В прошлом, биохимики уже пытались решить эту проблему путем синтеза коротких молекул, которые бы блокировали работу насосов и позволяли антибиотикам накапливаться внутри клеток микробов. Ни один из подобных препаратов не дошел до клинического применения, что связано с тем, что эти молекулы в большинстве случаев блокируют лишь один тип эффлюксных помп и не препятствуют работе других молекулярных насосов, способных удалять антибиотики из клеток.

Эти соображения побудили британских ученых разработать основанный на базе ИИ алгоритм, который анализирует трехмерную форму насосов в мембранах микробов и отслеживает то, как небольшие изменения в структуре антибиотиков будут влиять на их взаимодействия с этими белками. Используя этот подход, ученые проанализировали взаимодействия ципрофлоксацина и левофлоксацина, двух популярных антибиотиков, с разными типами эффлюксных помп.

Проведенные расчеты позволили биохимикам создать несколько новых версий этих лекарств, которые в десятки и сотни раз лучше сопротивляются "выкачке" из бактерий и при этом не уступают в силе действия оригинальным молекулам. Также эти новые антибиотики замедляли накопление мутаций, повышающих стойкость микробов к антибиотикам, и при этом их прием не вызывал негативных побочных эффектов у мышей. Это дает надежду на то, что внесение схожих модификаций в другие антибиотики также повысит их активность, подытожили ученые.

О "супербактериях"

В последние несколько десятилетий медики, биологи и экологи со всего мира активно работают над решением проблемы растущей стойкости болезнетворных микробов к различным антибиотикам. По текущим оценкам глобальных здравоохранительных организаций, подобные "супербактерии" ежегодно уносят жизни более 1 млн людей, заразившихся различными инфекционными заболеваниями.