05 января 2015
Гонка за штаммом

После бума в середине прошлого века новые антибиотики появляются крайне редко, а число бактерий, приспособившихся к действию имеющихся препаратов, неуклонно растёт. Такая диспропорция делает человечество уязвимым к новым бактериальным инфекциям. Ответ на этот вызов ищут химики из МГУ. Они создают систему поиска новых антибиотиков, которая в будущем должна привести к появлению новых эффективных лекарств.

Стандартная схема поиска новых антибиотиков, как правило, начинается с проверки антибактериальной активности вещества-кандидата. Если подтверждается, что вещество способно бороться с бактериями, исследователи приступают к изучению механизма его действия. Этот процесс сложный и долгий, но без понимания того, как работает новый антибиотик, его невозможно зарегистрировать.

Учёные химического факультета МГУ разрабатывают новую, более универсальную и удобную систему поиска антибактериальных средств. Она позволяет уже на этапе первичного скрининга понять, каким образом активное вещество взаимодействует с мишенью.

Основу этой системы составляет созданный учёными репортерный штамм – некая природная конструкция, способная распознавать остановку рибосомы, под которой, если кто не помнит из курса биологии, подразумевается движущаяся по РНК молекулярная машинка, синтезирующая белок.

«В природе рибосома останавливается, если ей не хватает одной, конкретной аминокислоты. Мы же её генетически модифицировали, благодаря чему она стала всегда быстро двигаться, кроме тех случаев, когда ее блокирует какой-то антибиотик. Таким образом, созданная нами система на базе репортерного штамма реагирует на все вещества, останавливающие вот эту белоксинтезирующую машинку. И процесс поиска механизма действия антибиотика значительно упрощается, фактически он запускается вместе с процессом скрининга активных веществ», – разъясняет суть работы руководитель проекта, профессор кафедры химии природных соединений химического факультета МГУ Пётр Сергиев.

Чтобы визуализировать работу системы, учёные использовали репортерные гены флуоресцентных белков. Они подсвечивают зеленоватым светом ореол вокруг зоны, в которой клетки бактерии умерли от антибиотика. Благодаря им процесс взаимодействия «палача» и «жертвы» легко анализировать, для этого не требуется дополнительных реактивов, кроме тех, что нужны для выращивания бактерий.

Физическим местом взаимодействия антибактериальных веществ и бактерий служат ячейки на поверхности агара. Чтобы тестировать сразу много потенциальных антибиотиков, привлекают робота, способного единовременно выполнять серию одинаковых операций. Всего в рамках исследования будет проверено порядка 10 000 химически синтезированных соединений.

Их подбирает, в основном, с помощью компьютерных предсказаний (по умению связываться с участками РНК) и поставляет исследователям Центр высоких технологий ХИМРАР, выступающий в данном проекте в качестве индустриального партнёра.

Ожидаемый результат проекта, то есть появление новой, надёжной, проверенной системы поиска антибиотиков, позволит значительно сократить путь разработки новых антибактериальных препаратов. Причём, интересен этот подход будет не только с точки зрения отечественной фармпромышленности.

«В мире есть похожие сенсоры, но они используют регуляторные системы, которые чувствительны к определенному классу уже известных антибиотиков. Мы же ставили более интересную и сложную задачу: создать систему, способную найти принципиально новое соединение, которое может быть первым в новом классе антибиотиков. Наша система имеет широкую специфичность. В этом смысле аналогов этой разработки за рубежом пока нет», – поясняет Пётр Сергиев.

Кстати, несмотря на подогреваемое в публичном информационном пространстве недоверие к антибиотикам, учёный убеждён, что без этих препаратов ни сегодня, ни в обозримом будущем человечество обойтись не сможет.

«Напротив, в перспективе будет возрастать потребность в новых антибиотиках, – считает Пётр Сергиев. – Сегодня они достаточно хорошо справляются с бактериальными инфекциями. Но с каждым годом количество устойчивых штаммов бактерий растёт, и может случиться так, что имеющиеся средства с ними уже не смогут справиться. Таким образом, мы просто вынуждены участвовать в этой гонке за быстро приспосабливающимися бактериями, если, конечно, хотим лечить людей от бактериальных инфекций. А то, что у фармкомпаний несколько уменьшился интерес к антибиотикам, о чём они нередко публично заявляют, вполне отвечает их бизнес-моделям. В некоторых обзорах напрямую написано, что антибиотик человек принимает неделю-две, после чего либо выздоравливает, либо нет. А производителям лекарств выгодно, когда их продукцию принимают в течение десятилетий. Поэтому они больше сосредоточены на разработке препаратов, которые используются против хронических болезней, но это исключительно денежный вопрос. Мне кажется, что нас больше должно интересовать здоровье человека».

Проект «Разработка высокопроизводительной системы для выявления антибактериальных препаратов» поддержан ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014–2020 годы»

 

Источник информации: Наука и технологии
Комментарии
биолог физику 09.01.15, 18:19
+2 
-1 
да, нужно интернет запретить, чтобы сами люди туда не лезли и что попало не читали
Физик биологу 09.01.15, 10:16
+1 
Нужно еще и пациентов образовывать. У нас каждый сам себе доктор Хаус и знает лучше любого врача что отчего как и зачем.
Сотрудник 08.01.15, 16:52
Беда даже не в том, что врачи так уж часто выписывают антибиотики,а то что больные безконтрольно сами себе их назначают!
биолог 06.01.15, 10:27
+4 
-3 
нужно не столько искать новые антибиотики, сколько перестать назначать их без повода, а для этого нужно врачей образовывать