Новый механизм действия антибиотика открывает путь к лечению супербактерий
Устойчивые к антибиотикам бактерии входят в список 10 главных угроз здоровью человечества по версии ВОЗ. Исследователи ищут новые антибиотики для борьбы с этой резистентностью. Биофизик Адела Мелцрова из Университета Гронингена (Нидерланды) и её коллеги обнаружили, что относительно новый антибиотик AMC-109 воздействует на клеточную мембрану бактерий, нарушая её организацию. Это отличается от механизма действия большинства других антибиотиков и может открыть новые направления для разработки лекарств. Результаты работы опубликованы в Nature Communications 7 июля.
AMC-109, разработанный в Арктическом университете Норвегии (UiT), показал многообещающие результаты в лаборатории и в клинических испытаниях против устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA). Скоро начнутся его испытания на людях (фаза 3). Однако точный механизм его действия на бактерии был неизвестен.
Дезорганизация ведёт к гибели
Мелцрова исследовала мембрану Staphylococcus aureus с помощью высокоскоростного атомно-силового микроскопа (HS-AFM). Она и её коллега увидели небольшие области с большей толщиной мембраны, указывающие на структурную организацию. При добавлении AMC-109 эти более толстые области слипались, а затем растворялись.
«Немного как айсберг, который тает: материал всё ещё там, но структура исчезла. И, по-видимому, разрушение этих областей достаточно, чтобы привести к гибели бактерии», — говорит Мелцрова.
Сгустки: в данном случае это хорошо
В сотрудничестве с группой молекулярной динамики исследователь Йозеф Мелцр создал симуляционную модель взаимодействия мембраны с антибиотиком, используя силовое поле Martini. Моделирование показало, что AMC-109 образует небольшие сгустки, которые затем проникают в бактериальную мембрану.
«Любой врач скажет вам, что агрегация — это плохо... Но в данном случае это очень хорошая вещь», — отмечает Мелцрова.
В одиночку AMC-109 мог бы атаковать и клетки человека. Но, сбиваясь в сгустки, некоторые его свойства «скрываются» внутри, что делает его безопасным для организма человека.
Усиление других антибиотиков
Теперь, когда эффект AMC-109 на мембрану бактерий стал понятнее, открываются новые возможности. Например, можно разрабатывать препараты, которые целенаправленно дезорганизуют структуру мембраны.
Есть также свидетельства, что эта дезорганизация может разрушать устойчивость бактерий к старым антибиотикам.
«Это пока гипотеза, — объясняет Мелцрова, — но это может означать, что лечение AMC-109 потенциально может усилить эффект "классического" антибиотика».