Подробные изображения, опубликованные сегодня, показывают, как новый тип экспериментального антибиотика может убивать бактерии, которые уже устойчивы к существующим методам лечения. Результаты могут в конечном итоге помочь ученым в разработке новых антибиотиков для борьбы с бактериями, вызывающими многие больничные и внебольничные инфекции.
Используя метод визуализации, называемый рентгеновской кристаллографией, группа исследователей из GlaxoSmithKline (GSK) сделала снимок нового соединения, закрепленного на ферменте топоизомеразе. Этот фермент является частью внутреннего механизма бактерий и помогает бактериям производить белки и размножаться. Прекращение действия этого фермента предотвращает размножение бактерий. Лекарства, известные как хинолоны, нацеленные на этот фермент, успешно используются в качестве антибиотиков с 1962 года, однако у бактерий все больше развивается устойчивость к этому классу лекарств.
Посмотрев на рентгеновские снимки, команда продемонстрировала, что новое исследуемое лекарство прикрепляется к ферменту в другом месте по сравнению с хинолонами, что позволяет ему останавливать те же бактерии, которые устойчивы к этим старым методам лечения. Исследование опубликовано сегодня в журнале Nature и является результатом двух уникальных совместных работ между GSK и инициативой Seeding Drug Discovery Wellcome Trust и U.S. Агентство по уменьшению оборонной угрозы (DTRA).
"Мы уже знали, что клинически доказано, что нацеливание на этот фермент останавливает бактерии на их пути, нам просто нужно было быть немного изобретательнее в том, как мы его атакуем," сказал Майкл Гвинн из исследовательской группы GSK по инфекционным заболеваниям. "Эти изображения и данные, показывающие эффективность этого соединения против ряда бактерий, подтверждают наш подход, демонстрируя, что фермент все еще может быть заблокирован даже в бактериях, уже устойчивых к другим антибиотикам, которые работают против этого же фермента."
В исследовании также сообщается об эффективности нового соединения под названием GSK 299423 против устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий, таких как Staphylococus aureus, включая устойчивость к метициллину S. aureus (MRSA) и против грамотрицательных бактерий, таких как E. coli, Pseudomonas, Klebsiella и Acinetobacter. Грамотрицательные бактерии особенно трудно атаковать, поскольку они имеют внешнюю мембрану, окружающую стенку бактериальной клетки, которая препятствует проникновению лекарственного средства. Новые лекарства должны быть не только токсичными для патогена, но и должны сначала преодолевать барьеры для проникновения в клетку.
Комментируя важность результатов, Тед Бьянко из Wellcome Trust сказал: "Это важный шаг вперед в гонке против устойчивости к антибиотикам. Решив новую структуру этого важного бактериального фермента и поняв, как работают эти препараты, команда открыла дверь для целенаправленной разработки новых антибиотиков, которые срочно необходимы."
Конкретное соединение из этого исследования является одним из группы, над которой в настоящее время работают, чтобы разработать лучшие соединения с точки зрения эффективности и безопасности. Это должно помочь определить кандидаты в лекарства, которые можно будет использовать на ранних стадиях испытаний на людях.
Разработка нового класса препаратов для борьбы с грамотрицательными инфекциями поддерживается в рамках инициативы Trust Seeding Drug Discovery. В рамках сотрудничества GSK получает премию в размере 4 миллионов фунтов стерлингов от Доверительного фонда, при этом GSK покрывает расходы на персонал, оборудование и другие расходы по программе. Сотрудничество в области исследований с Trust и DTRA направлено на разработку совершенно нового класса антибактериальных средств для борьбы с внутрибольничными инфекциями и потенциальными вспышками биологических угроз.
"Wellcome Trust недавно объявил о пятилетнем продлении инициативы Seeding Drug Discovery, что позволяет нам продолжать поддерживать разработку лекарств в областях неудовлетворенных медицинских потребностей," добавил Рик Дэвис, менеджер по развитию бизнеса Wellcome Trust.