Российские исследователи обнаружили новый класс антибиотиков
Появление антибиотиков является одним из ключевых открытий 20-го века. Сегодняшний мир почти невообразим без них. Однако рост устойчивости к антибиотикам у бактерий, то есть их приобретенная способность противостоять воздействию лекарств, создает постоянную потребность в новых лекарствах. Новые исследования могут занять годы и, следовательно, становятся убыточными для фармацевтических компаний. Вот почему новые методы для открытия новых классов антибиотиков имеют важное значение.
Разработка новых антибактериальных препаратов, предназначенных для преодоления устойчивости клинически важных штаммов бактерий, вызвала значительный научный и социальный интерес. Однако этот процесс в основном сфокусирован на выявлении структурных аналогов в рамках уже известных классов антибиотиков. Российские ученые сделали ставку на обнаружение новых хемотипов, что более эффективно при поиске антибактериальных препаратов.
Исследователи из МФТИ и их коллеги из Сколтеха, МГУ им. М.В. Ломоносова и Института биохимии и генетики РАН в Уфе разработали и применили метод полуавтоматического анализа и использовали в качестве модели устойчивый штамм бактерий Escherichia coli. Метод основан на контроле бактериальной активности и четко показывает механизм действия различных соединений. Есть несколько способов убить бактерии. В этом исследовании ученые искали одно из двух: отклонения в генетическом материале бактерий - их ДНК - или ингибирование синтеза белка. Учитывая, что метод довольно прост и может быть автоматизирован, ученые смогли изучить более 125 000 молекул.
«Вместе с нашими коллегами лаборатория МФТИ провела высокопроизводительный скрининг библиотек малых молекул для выявления структурно разнообразных соединений с антибактериальной активностью. Платформа скрининга использует ранее описанный уникальный метод, разработанный для определения механизма действия антибиотика. В ходе исследования мы обнаружили класс малых молекул - производных 2-пиразол-1-илтиазола - со способностью ингибировать штамм E.coli, известный как ΔTolC E. coli », - пояснила Анастасия Аладинская, научный сотрудник лаборатории медицинской химии и биоинформатики Московского физико-технического института (МФТИ) и соавтор исследования. «Эти результаты исследований являются отправной точкой для дальнейшего изучения этого хемотипа, включая его последующую структурную оптимизацию».
В ходе исследования было выявлено 688 веществ с выраженной антибактериальной активностью. Было обнаружено, что тридцать восемь молекул, имеющих общий каркас 2-пиразол-1-илтиазола, обладают высокой активностью в отношении ΔTolC E.coli, что указывает на потенциальную ценность этого класса соединений. Интересно, что это было впервые, когда это свойство наблюдалось. В результате ученые отобрали восемь соединений, которые ингибировали синтез белка, и измерили их токсичность для клеток. Одно из соединений имело оптимальный баланс между его цитостатическими и антибактериальными свойствами.
Благодаря новому методу, который обеспечивает быстрый и эффективный скрининг огромного количества веществ, был идентифицирован новый класс соединений с антибактериальной активностью. Планируется изучить их свойства против устойчивых к антибиотикам штаммов, пишет NewsMedical.