Устойчивость к антибиотиками все еще одна из наиболее серьезных глобальных угроз здоровью человека. По оценкам экспертов, она стала причиной 1,27 миллиона смертей во всем мире в 2019 году, а к 2050 году, если не принять меры, это число может достичь 10 миллионов. Помимо разработки новых антибиотиков, остро стоит вопрос создания инновационных антимикробных препаратов с новым механизмом действия, способных заменить или улучшить уже существующие на рынке средства. Ученым Научно-технологического университета «Сириус» удалось разработать инновационные молекулы, усиливающих действие различных типов антибиотиков. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Infectious Diseases.
Подход исследователей Научного центра трансляционной медицины Университета «Сириус» коренным образом отличается от традиционных подходов, направленных на создание антибактериальных средств. Вместо нового антибиотика ученые разрабатывают соединение-потенциатор, которое будет усиливать действие многих применяемых в клинической практике антибиотиков. Таким образом, полученный синергист - активатор может увеличить эффективность существующих антибиотиков в отношении возбудителей с множественной лекарственной устойчивостью и предотвратить распространение антибиотикорезистентности.
Один из подходов к разработке новых потенциаторов заключается в поиске молекул, блокирующих защитную систему патогенов от различных антибиотиков. Одна из таких систем производит сероводород (H₂S), который защищает бактерии от окислительного стресса. Ключевым ферментом, с помощью которого бактерии генерируют H₂S, является цистатионин-γ-лиаза (СSE). Нарушение биогенеза H₂S позволяет сделать широкий спектр патогенов чувствительным к различным классам бактерицидных препаратов. Ученые Университета «Сириус» поставили перед собой задачу разработать новые синтетически доступные ингибиторы бактериального фермента цистатионин γ-лиазы (bCSE).
Исследователи Научно-технологического университета «Сириус» разработали ингибитор bCSE и совместно с учеными из ФГБУ «НИЦЭМ им. Н. Ф. Гамалеи» изучили потенцирующую активность молекулы-хита в комбинации с различными антибиотиками. Исследования проведены в моделях сепсиса и пневмонии, вызванных P.aeruginosa, где показателем стала выживаемость животных, а также в модели раневой инфекции, вызванной устойчивым к метициллину золотистым стафилококком (MRSA), в которой оценивалась динамика обсемененности ран.
При изучении эффективности молекулы-хита в качестве вещества, усиливающего действие антибиотика, ученые наблюдали более высокую эффективность в группе комбинированной терапии. Средняя продолжительность жизни в ней оказалась выше, а гибель происходила реже, чем в других группах эксперимента.
«Нам удалось получить ряд соединений, которые обладают удовлетворительными ADME-параметрами — показателями, характеризующими поведение молекулы в организме и определяющими ее шансы на то, чтобы стать лекарственным препаратом. Положительный эффект, а именно усиление действия антибиотика, достигнуто против одних из самых опасных в наши дни, устойчивых к классической антибиотикотерапии, штаммов. Мы продолжаем работу, синтезируем и исследуем вещества, подобные уже созданным. По предварительным данным, они обладают еще более выраженным действием. Впереди проверка и подробное исследование их воздействия на лабораторных животных in vivo», — рассказала Анастасия Головина, специалист Научного центра трансляционной медицины.
Исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, в рамках реализации программы «Разработка подходов для профилактики и преодоления резистентности бактерий к противомикробным препаратам» (соглашение о предоставлении гранта в форме субсидии от «12» октября 2021 г. № 075-10-2021-113 (Уникальный идентификатор контракта RF----193021X0001), заключенное между Минобрнауки России и АНОО ВО «Университет «Сириус»), входящей в состав национального проекта «Наука и университеты» и Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-2027 годы