Новый подход к борьбе с бактериальными инфекциями
Постоянно растущая устойчивость к антибиотикам считается одной из самых серьезных проблем со здоровьем, с которыми мы столкнемся в ближайшем будущем. Многие болезни, которые легко лечатся антибиотиками, снова становятся смертельными. Медицинские исследования отчаянно ищут новые решения. Немецкая исследовательская группа показала, что антивитамины являются многообещающими кандидатами на замену антибиотикам.
Исследователи из Геттингенского университета и Института биофизической химии им. Макса Планка в Геттингене представляют новый лекарственный подход к борьбе с бактериальными инфекциями. Исследование сосредоточено на так называемых антивитаминах, которые почти идентичны обычным витаминам. Однако небольшие различия создают эффект, убивающий бактерии. Результаты исследования были недавно представлены в известном журнале Nature Chemical Biology.
Антибиотики: волшебная пуля притупляет
С момента открытия пенициллина около 100 лет назад антибиотики стали одним из важнейших достижений современной медицины - вряд ли какое-либо другое лекарство спасло столько жизней. Область применения разнообразна и включает многочисленные бактериальные инфекции, такие как пневмония, менингит и заболевания, передающиеся половым путем.
Но чудо-оружие постепенно тупится. Все больше и больше бактерий развивают устойчивость к используемым антибиотикам, что делает их неэффективными. Полирезистентные патогены считаются особенно проблематичными, для которых наиболее распространенные антибиотики уже не эффективны. У больных бактериальными инфекциями, у которых развивается тяжелое течение заболевания, существующая множественная лекарственная устойчивость может привести к летальному исходу. Поэтому поиск альтернатив имеет первостепенное значение в медицинских исследованиях.
Антивитамины - новый класс антибиотиков?
Геттингенская исследовательская группа представила новый многообещающий подход к новому классу антибиотиков. Это так называемые антивитамины, группа различных веществ, которые могут нарушать синтез, транспорт или метаболизм витаминов. Исследовательская группа расшифровала атомарный механизм действия встречающегося в природе антивитамина витамина В1, оказывающего токсическое действие на бактерии.
Бактерии убивают бактерии с помощью антивитаминов
Как сообщают исследователи, некоторые бактерии способны производить токсичные формы основных витаминов. Они используют эти антивитамины для уничтожения конкурирующих бактерий. Всего один атом, присоединенный к молекуле витамина B1 в, казалось бы, незначительном месте, делает этот витамин антивитамином. Команда ученых впервые обнаружила, почему в результате витамин B1 становится токсичным.
Когда протоны перестанут танцевать
Используя кристаллографию белка с высоким разрешением, исследователи показали, что антивитамин ингибирует важный белок центрального метаболизма бактерий. Протоны, т. е. мельчайшие положительно заряженные элементарные частицы, почти полностью останавливаются. Настоящий «танец протонов» обычно можно наблюдать в функциональных атомах.
Песок в атомном механизме
«Этот дополнительный атом антивитамина подобен знаменитой песчинке в сложном механизме, который блокирует точно отлаженную механику», - объясняет профессор д-р. Кай Титтманн, один из руководителей исследования. Белки человека, с другой стороны, похоже, относительно хорошо ладят с антивитамином.
Антивитамины действуют по-разному на людей и бактерии
«Белки человека либо вообще не связывают антивитамины, либо таким образом, что они не «отравляются»», - добавляет профессор Д. Берт де Гроот, еще один руководитель исследовательской группы. Исследователи пришли к выводу, что различные эффекты антивитаминов на бактериальные и человеческие белки открывают новые возможности для использования этих веществ в качестве будущих антибиотиков.