Ученые из Сколтеха и МГУ изучили механизм работы антибиотика нибомицина, который может быть эффективен против бактерий, выработавших устойчивость к другим антибиотикам. Результаты исследования опубликованы в журнале Antimicroba lagents and Chemotherapy.
Во всех клетках бактерий есть важная группа ферментов – топоизомеразы. Топоизомеразы помогают решать пространственные трудности, возникающие при делении бактериальных клеток, когда активно идет процесс удвоения кольцевой ДНК. Топоизомеразы делят на 2 типа: I и II в зависимости от числа разрывов, которые они вносят в ДНК. Топоизомеразы II часто выступают в роли мишеней для антибиотиков, включая фторхинолоны, очень распространенную группу антибиотиков, к которой относятся левофлоксацин, ципрофлоксацин и другие. К сожалению, бактерии быстро вырабатывают устойчивость к таким антибиотикам с помощью мутаций в генах, кодирующих топоизомеразы. Возникновение устойчивых бактериальных штаммов одна из главных проблем здравоохранения, поэтому ученые во всем мире занимаются поисками новых антибиотиков и альтернативных мишеней. Нибомицины называют обратными антибиотиками потому, что они блокируют фторхинолон устойчивые формы ДНК-гираз, частного случая топоизомераз IIтипа. Раньше такой эффект наблюдался только на грамположительных бактериях (все бактерии в зависимости от строения их клеточной стенки можно разделить на грамположительные и грамотрицательные).
Группа ученых из Сколтеха и МГУ под руководством профессора Сколтеха и МГУ Ольги Донцовой продемонстрировала действие “обратного антибиотика” и для грамотрицательных бактерий. Также исследователи впервые показали, что на обычные неустойчивые топоизомеразы нибомицин тоже может действовать.
«Интересно, что первые ингибиторы топоизомераз второго типа были обнаружены среди искусственно синтезированных молекул - хинолонов, а теперь находится все больше природных молекул, действующих на ту же мишень. Антибиотик нибомицин - природный ингибитор топоизомераз II, при этом нарушающий работу фторхинолонустойчивых гираз, т.е. может быть использован тогда, когда классические ингибиторы гираз – фторхинолоны – не сработают. В данной работе впервые подробно изучено ингибирование (замедление работы) нибомицином топоизомераз второй типа грамотрицательной бактерии и показано, что этот антибиотик нарушает работу фторхинолончувствительной и фторхинлонустойчивой форм гиразы у кишечной палочки», – рассказывает главный научный сотрудник Центра наук о жизни Сколтеха Илья Остерман.
По словам профессора Ольги Донцовой: «Поиск способов преодолеть устойчивость бактерий к антибиотикам особенно важен в условиях пандемии, когда зачастую развиваются вторичные бактериальные инфекции, с которыми трудно бороться.»
*****
Сколтех – негосударственный международный университет. Созданный в 2011 году в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT), Сколтех готовит новое поколение лидеров в области науки, технологий и бизнеса, проводит исследования в прорывных областях и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром. Сколтех развивает шесть приоритетов: наука о данных и искусственный интеллект, науки о жизни и здоровье, современные методы проектирования и перспективные материалы, энергоэффективность, фотоника и квантовые технологии, перспективные исследования. Усилия Сколтеха призваны способствовать укреплению технологического превосходства России в приоритетных направлениях.
