Ученые изобрели необычный антибиотик для борьбы с супербактериями

Супербактерии, то есть бактерии, устойчивые к существующим антибиотикам, представляют собой серьезную угрозу для человечества. Ежегодно от них умирает порядка 700 тысяч человек в год, причем эта цифра будет постоянно расти, пока ученые не изобретут новый надежный способ бороться с ними. Если этого не произойдет, по оценкам специалистов уже к 2050 году супербактерии будут ежегодно убивать около 10 миллионов человек. Однако недавнее исследование американских ученых внушает оптимизи. В нем говорится о новом антибиотике, который способен перестраивать свои атомы, что позволяет ему убивать многие опасные супербактерии.

Антибиотик на основе клик-химии

Для создания антибиотика нового типа ученые использовали высокоэффективные химические реакции, или клик-химию. Как говорят они сами, эти реакции позволяют скрепить разные химические “строительные блоки” подобно тому, как защелкиваются две половинки пряжки ремня. Надо сказать, что авторы использовали клик-химию для разработки своего препарата под руководством Карла Барри Шарплесса, получившего Нобелевскую премию за развитие этого направления химии.

Собственно говоря, Барри Шарплесс и придумал термин “клик-химия” в 2001 году. Данное понятие подразумевает химические реакции, способные быстрого создавать химические вещества в результате соединения между собой отдельных элементов.

Новый антибиотик представляет собой комбинацию существующего антибиотика, известного как ванкомицин, и молекулы буллвалена. Атомы этой молекулы способны меняться местами, образуя более миллиона различных конфигураций. Ученые же прикрепили к этим ядрам действующее вещество — “боеголовки” ванкомицина.

Как действует новый антибиотик

Ванкомицин — это мощный антибиотик, предназначенный для лечения инфекций, вызванных бактериями, которые имеют клеточную стенку определенного типа (грамположительные бактерии). Препарат связывается со стенкой микроба и повреждает ее, в результате чего бактерия погибает, так как все ее содержимое оказывается снаружи.

Некоторые виды бактерий со временем выработали резистентность к данному антибиотику. К ним относятся энтерококки (VRE), которые только в США стали причиной госпитализации более 50 тысяч пациентов в 2017 году. Более 5 тысяч человек из них медикам не удалось спасти.

В своем исследовании ученые заразили энтерококками личинки восковой моли (Galleria mellonella), в результате чего погибло порядка 90% личинок. Когда им давали ванкомицин, выживаемость возросла с 10 до 40%. То есть антибиотик действовал на некоторые личинки, но смертность все равно оставалась очень высокой. Когда же ученые дали разработанный ими препарат, выживаемость увеличилась до 70%.

По сравнению с обычным антибиотиком новый препарат имеет больше «орудий» для уничтожения бактерий. К примеру, соединения, изменяющие форму, взаимодействуют с ключевым ферментом MurJ, который отвечает за транспортировку строительных материалов клетки от центра к клеточной мембране, чем помогает бактериям размножаться. Обычный же ванкомицин не способен так взаимодействовать с бактериями. Об этом исследователи сообщают в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Учитывая эти особенности нового препарата, он может быть более перспективным чем, к примеру, фаготерапия, которая тоже показывает эффективность против супербактерий, однако пока не может массово применяться в медицине, так как имеет ряд недостатков, которые пока еще не удалось устранить.

К новому антибиотику нет устойчивости

Главным недостатком всех антибиотиков, которые существовали до этого момента, было то, что они подталкивали бактерии к выработке новых стратегий устойчивости к ним. Таким образом бактерии обеспечивают свою выживаемость, в результате чего для их уничтожения необходимо постоянно создавать новые виды антибиотиков.

Однако, как показало исследование, у энтерококков не начала вырабатываться устойчивость к новому препарату. Связано это с тем, что препарат постоянно меняет форму и находит новые конфигурации, чтобы связаться со стенкой микроба и разрушить ее.

Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.

Правда, пока все выводы сделаны только в ходе исследования препарата на насекомых. То есть он находится на самом раннем этапе тестирования. Сами авторы говорят, что в процессе испытаний антибиотика на млекопитающих может возникнуть много сюрпризов. Но даже если он успешно пройдет все испытания, появится в продаже не скоро. Правда, процесс с тестирования препарата может ускориться, если для этого будет привлечен искусственный интеллект. Но надежды на это пока не много.