Исследователи определили новый принцип лечения туберкулёза

Учёные из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) и Дуйсбург-Эссенского университета (UDE) совместно идентифицировали и синтезировали группу молекул, способных воздействовать на возбудителя туберкулёза новым способом.

В статье, опубликованной в научном журнале Cell Chemical Biology, они описывают, что так называемые каллиаэрины борются с инфекционным заболеванием, используя принципиально иной механизм по сравнению с применяемыми до сих пор антибиотиками.

Инфекционное заболевание туберкулёз вызывается бактерией Mycobacterium tuberculosis (сокр. M. tuberculosis). Ежегодно во всём мире им заболевают более 10 миллионов человек. По данным Всемирной организации здравоохранения (WHO), только в 2021 году от туберкулёза умерло 1,6 миллиона человек. Это делает его одним из наиболее значимых инфекционных заболеваний, особенно в странах с неадекватными системами здравоохранения.

Со временем M. tuberculosis выработала устойчивость ко многим антибиотикам, что затрудняет лечение. В настоящее время существует лишь несколько препаратов, эффективных против резистентных штаммов. Поэтому исследователи ищут новые антибактериальные соединения и механизмы действия как основу для разработки совершенно новых лекарств.

Исследовательская группа под руководством профессора Райнера Кальшойера из Института фармацевтической биологии и биотехнологии HHU и профессора Маркуса Кайзера из Центра медицинской биотехнологии UDE определила один из таких принципиально новых подходов с использованием каллиаэринов. Химически эти природные вещества морского происхождения классифицируются как так называемые циклопептиды.

«Нам удалось химически синтезировать вещество, которое естественным образом встречается в морских губках, чтобы протестировать его действие на бактерии туберкулёза в клеточных культурах. Это позволило нам создать новые, более мощные производные, не существующие в природе. Такой химический синтез должен быть успешным, прежде чем потенциальное активное вещество сможет быть использовано в качестве лекарства в больших масштабах», — объясняет доктор Дэвид Подлесански из UDE, один из двух ведущих авторов исследования.

Бактерия туберкулёза в первую очередь инфицирует человеческие фагоциты, так называемые макрофаги, внутри которых бактерии затем размножаются. Исследователи обнаружили, что каллиаэрины могут ингибировать рост бактерии в человеческих клетках.

Эммануэль Тола Аденийи, докторант HHU и соавтор исследования, говорит: «Каллиаэрины атакуют специфический мембранный белок M. tuberculosis под названием Rv2113, который не является жизненно важным для бактерии. Это комплексно нарушает метаболизм бактерии, препятствуя её росту. При этом человеческие клетки остаются незатронутыми каллиаэринами».

Профессор Кальшойер, корреспондирующий автор исследования, говорит: «С каллиаэринами мы открыли новый механизм действия. В отличие от других антибиотиков, эти вещества не блокируют жизненно важные метаболические пути в бактериальной клетке. Вместо этого они напрямую атакуют несущественный мембранный белок бактерии, который ранее не рассматривался в качестве потенциальной мишени».

Профессор Кайзер, второй корреспондирующий автор, акцентирует дальнейшую перспективу: «В дальнейшей исследовательской работе нам теперь необходимо выяснить, как именно каллиаэрины взаимодействуют с Rv2113 и как это взаимодействие нарушает различные клеточные процессы таким образом, что M. tuberculosis больше не может расти. Однако мы смогли показать, что несущественные белки также могут представлять собой ценные мишени для разработки новых антибиотиков».