Учёные исследуют механизм действия нового антибиотика

Учёные из Сколтеха и МГУ изучили антибиотик нибомицин, который может быть эффективен против бактерий, устойчивых к другим антибиотикам. Исследование опубликовано в журнале Antimicrobial Agents and Chemotherapy.

Все бактериальные клетки содержат топоизомеразы — важную группу ферментов, помогающих справляться с пространственными трудностями при делении клетки, связанными с репликацией кольцевой ДНК. Топоизомеразы бывают двух типов, I и II, в зависимости от разрывов, которые они производят в ДНК (одноцепочечный или двуцепочечный). Тип II часто служит мишенью для антибиотиков, включая фторхинолоны (FQ) — распространённую группу, к которой относятся левофлоксацин, ципрофлоксацин и другие. К сожалению, бактерии легко приобретают устойчивость к FQ через мутации в генах, кодирующих топоизомеразу. Появление устойчивых патогенных штаммов — глобальная проблема здравоохранения, поэтому поиск альтернативных путей борьбы с ними — актуальный фронтир в разработке лекарств. Нибомицин, который называют «обратным антибиотиком», способен блокировать устойчивую к фторхинолонам ДНК-гиразу (одну из топоизомераз типа II). Ранее этот эффект наблюдался только у грамположительных бактерий (бактерии делятся на грамположительные и грамотрицательные в зависимости от структуры клеточной стенки).

Команда под руководством профессора Сколтеха и МГУ Ольги Донцовой продемонстрировала влияние «обратного антибиотика» на грамотрицательные бактерии и впервые показала, что нибомицин также может быть эффективен против неустойчивых топоизомераз.

«Интересно, что первые ингибиторы топоизомераз типа II были найдены среди хинолонов — искусственно синтезированных молекул. Сейчас всё чаще находят природные молекулы, эффективные против той же мишени. Нибомицин, природный ингибитор топоизомераз II, нарушает работу устойчивых к фторхинолонам гираз, а значит, его можно применять, когда не работают классические ингибиторы гираз — фторхинолоны. Это первое исследование, в котором детально изучено ингибирование топоизомераз II в грамотрицательных бактериях с помощью нибомицина, который, как показано, блокирует чувствительные и устойчивые к фторхинолонам формы гиразы в Escherichia coli», — поясняет ведущий научный сотрудник Центра наук о жизни Сколтеха Илья Остерман.

По словам Ольги Донцовой: «Поиск путей преодоления устойчивости бактерий к антибиотикам особенно важен во время пандемий, когда часто развиваются вторичные бактериальные инфекции, с которыми трудно бороться».