Изучен механизм действия «резервного» антибиотика

Среда, 16 июня 2021

Ученые НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ в составе исследовательской группы под руководством А.Л. Коневеги установили механизм, с помощью которого антибиотик амикумацин подавляет жизнедеятельность бактерий. Впервые это соединение было выявлено еще в начале 1980-х годов, однако оно не нашло широкого применения в клинической практике. В свете того, что проблема устойчивости бактерий к применяемым на сегодняшний день антибиотикам приобретает все больший масштаб, изучение потенциала «резервных» препаратов очень актуально. Полученные учеными данные могут сыграть ключевую роль в возвращении амикумацина в список лекарственных средств для медицинского использования. Работа опубликована в журнале Frontiers in Microbiology.

В середине прошлого столетия антибиотики уверенно вошли в нашу жизнь, позволив человечеству одержать победу над многими бактериальными инфекциями, достичь небывалых высот в хирургии и трансплантологии. Однако бактерии постепенно развивают устойчивость к применяемым в терапевтической практике антибиотикам, что является одной из наиболее актуальных проблем современной медицины. Всемирная организация здравоохранения даже высказывает опасения о том, что цивилизация со временем может оказаться в «доантибиотиковой» эре.

«На сегодняшний день перед учеными остро стоят вопросы поиска новых природных антибактериальных веществ и создания аналогов на основе уже имеющихся, - пояснила Елена Полесскова, старший научный сотрудник Отделения молекулярной и радиационной биофизики НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ. - Кроме того, необходимо детальное изучение механизмов действия различных антибиотиков для их направленного улучшения и преодоления бактериальной устойчивости».

Антибиотики, применяемые на сегодняшний день, имеют разный механизм воздействия на бактериальные клетки. К примеру, они могут нарушать синтез нуклеиновых кислот, функционирование мембран или мешать сборке клеточной стенки. Однако большая часть антибиотиков блокирует работу рибосом – важнейших составляющих живой клетки, которые служат для синтеза белка. Амикумацин относится именно к этому классу.

В ходе работы ученые установили, что изучаемый антибиотик останавливает рост бактерий, оказывая комплексное воздействие на рибосомы. В стандартной ситуации рибосомы осуществляют синтез белка на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК). Специалисты выяснили, что амикумацин снижает прочность связывания корректной мРНК, но стабилизирует «ошибочную» мРНК, способствуя формированию комплексов, неспособных синтезировать белок. Более того, антибиотик почти в 30 раз уменьшает скорость сборки рибосомных комплексов, а также прогрессивно снижает активность рибосом, приводя к тому, что уже через несколько циклов синтез белка в бактериальной клетке полностью прекращается.

Исследования были поддержаны Российским Научным Фондом грант № 17-14-01416.

Теги
фгбу пияф им. Б. П. Константинова Национальный исследовательский центр Курчатовский институт