Безопасный метод инъекций традиционного местного антибиотика может снизить устойчивость к антибиотикам
Неомицин, один из активных компонентов мази «Неоспорин», эффективен для местного предотвращения инфекций. Однако при инъекционном введении для лечения системных инфекций он может вызывать глухоту, повреждение почек и неврологические нарушения.
В исследовании, опубликованном в Nature Cell Biology, доцент Бхавик Джайн и его коллеги выяснили, почему некоторые типы человеческих клеток негативно реагируют на неомицин, и как удаление липида фосфатидилинозитол-4-фосфата (PI4P), передающего информацию внутри и между клетками, может сделать инъекции неомицина безопасными и эффективными.
Это открытие может помочь в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями — глобальной угрозой общественному здоровью.
Команда изучала семейство белков P4-ATPases, которые транспортируют специфические липиды с внешней на внутреннюю мембрану клеток. Эти белки необходимы для здоровой функции клеток человека. Дефекты P4-ATPases связаны с различными заболеваниями, включая тяжелые неврологические расстройства.
В экспериментах использовались дрожжи как модельный организм. Они содержат белок Neo1, аналогичный человеческим белкам ATP9A и APT9B.
При дефекте Neo1 липид PI4P появлялся во внешнем слое клеточной мембраны, хотя в норме находится внутри. Это позволяло неомицину связываться с липидом и проникать в клетку, вызывая побочные эффекты.
В человеческих клетках, которые обычно экспрессируют низкие уровни ATP9A и ATP9B (например, клетки почек), PI4P также выставляется на внешней стороне мембраны, что делает эти клетки чувствительными к неомицину.
«Необходимо понимать механизмы устойчивости к антибиотикам, чтобы разрабатывать более эффективные лекарства, — сказал Тодд Грэм, старший автор исследования. — Мы знали, что Neo1 играет важную роль в устойчивости, и наконец — после нескольких лет исследований — разработали достаточный набор инструментов, чтобы решить проблему. Должно быть возможно удалить PI4P из внешнего слоя плазматической мембраны человеческих клеток и сделать их устойчивыми к препарату, в то время как бактерии останутся чувствительными».
В дальнейшем команда планирует тестировать различные способы удаления PI4P из внешнего слоя клеток почек для их защиты от неомицина, а также проверять важность PI4P для чувствительности человеческих клеток к другим антибиотикам. Это позволит найти дополнительные методы борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями.