Группа биохимиков и молекулярных биологов из университета штата
Пенсильвания сообщила об успехе в разработке принципиально нового, не
вызывающего резистентности у патогенных микроорганизмов антибиотика
широкого спектра действия, чья эффективность в отношении возбудителя
туберкулеза в сто раз превышает препараты, ныне применяемые в
клинической практике. Работа опубликована
в журнале
/Proceedings of the National Academy of Sciences. /
В своей работе авторы опирались на открытие, сделанное лидером группы Кеннетом Кайлером (Kenneth Keiler) еще в 1996 году. Тогда им был выявлен прежде не известный, присущий исключительно бактериям защитный механизм транс-трансляции, играющий ключевую роль в процессе биосинтеза бактериальных белков, а значит критичный для выживаемости, скорости размножения и вирулентности патогенных микроорганизмов.
Речь идет о контроле качества считывания рибосомой информации с матричной РНК. Наличие дефекта в мРНК может блокировать процесс синтеза белков, однако на этом этапе включается механизм транс-трансляции, благодаря которому «бракованный» продукт с рибосомы удаляется и процесс продолжается. «Если сравнить процесс синтеза бактериальных белков с заводским конвейером, то транс-трансляция отвечает за то, чтобы лента конвейера продолжала двигаться», — пояснил Кайлер.
С тех пор, как механизм транс-трансляции был открыт, Кайлер и его команда были заняты поиском белковых молекул с низкой массой, способных его «взломать» и тем самым остановить «конвейер» по производству бактериальных белков. Применив метод высокопроизводительного скрининга, ученые протестировали на этот счет около 663 тысяч различных молекул. В качестве модели выбрана кишечная бактерия /E. coli/.
В конце концов, было выбрано 46 молекул, наиболее эффективно блокирующих процесс транс-трансляции у этого штамма. На следующем этапе эти 46 молекул были протестированы на другом роде патогенных бактерий, шигеллах, близких по происхождению к сальмонеллам, а также на возбудителе сибирской язвы /Bacillus anthracis/. Наиболее многообещающей из выявленных молекул оказалась одна, получившая название KKL-35, проявившая активность в отношении самого широкого спектра не родственных между собой патогенных бактерий, блокируя у них механизм транс-трансляции. Так, как установили Кайлер и его группа, эффективность KKL-35 в отношении возбудителя туберкулеза /Mycobacterium tuberculosis/ в сто раз превышает эффективность препаратов, используемых в настоящее время при терапии этого заболевания.
Еще одним преимуществом антибиотика, разработанного на основе KKL-35, является низкая способность к выработке устойчивости в отношении него у атакованных им бактерий. «В ходе лабораторных экспериментов мы не обнаружили ни одного мутировавшего штамма, который бы проявил резистентность к KKL-35, — отметил Кайлер. — Со временем такие штаммы, теоретически, могут появляться, но, похоже, что этот процесс затруднен, поэтому резистентные штаммы будут возникать и распространяться очень медленно».