Университет «Сириус»

Разработка подходов для профилактики и преодоления резистентности бактерий к противомикробным препаратам

Координатор проекта:
Роман Алексеевич Иванов

PhD, руководитель Научного центра трансляционной медицины, руководитель направления «Биотехнология» 

Описание проекта:

Использование антибактериальных препаратов в медицине позволило бороться со многими бактериальными инфекциями, которые раньше приводили к летальным исходам. Однако широкое использование антибиотиков в сфере здравоохранения и сельском хозяйстве привело к кризисной ситуации с возникновением устойчивых к антибиотикам форм бактерий. Медленный прогресс в разработке новых противомикробных препаратов и быстрое появление резистентности к новым терапевтическим средствам вызывают серьезную озабоченность. Мы предлагаем концептуально новую стратегию, которая расширит возможности клинического применения существующих антибиотиков; позволит использовать их в меньших дозах; обеспечит эффективность в отношении устойчивых к антибиотикам возбудителей.

Недавние исследования показали, что многие антибиотики вызывают окислительный стресс, который повреждает клеточные макромолекулы и способствует бактерицидной активности антибиотиков у бактерий. Одним из механизмов защиты бактерий является синтез сероводорода (H2S), который снижает окислительный стресс и обеспечивает существенную защиту от бактерицидных антибиотиков. Ингибирование образования H2S делает бактерии менее устойчивыми к действию антибиотиков. Комбинированная терапия, включающая ингибитор H2S и антибиотик, может существенно снизить дозу антибиотика, эффективную в отношении чувствительных штаммов, минимизировать дозозависимые побочные эффекты некоторых антибиотиков «последнего ряда».

Наш подход коренным образом отличается от традиционных подходов, направленных на разработку новых антибактериальных средств. Вместо нового антибиотика в данном случае мы разрабатываем соединение-потенциатор, которое будет усиливать действие многих применяемых в клинической практике антибиотиков. Таким образом, наш продукт может увеличить эффективность существующих антибиотиков в отношении возбудителей с множественной лекарственной устойчивостью, предотвратить распространение антибиотикорезистентности.  Поскольку разрабатываемые потенциаторы антибиотиков сами по себе не являются бактерицидными, бактерии не будут испытывать селективного давления к развитию устойчивости к таким ингибиторам, что потенциально способствует более длительному сохранению эффективности терапии.

Другим направлением наших исследований в рамках этой программы будет поиск перспективных бактериолитических ферментов, препараты на основе которых можно будет использовать как в виде монотерапии, так и в виде синергичных комбинаций с традиционными антибиотиками. Данный подход может оказаться особенно эффективным в случае бактериальных биопленок.

Третьим направлением программы будет разработка платформы мРНК вакцин для борьбы с патогенными микроорганизмами..

Актуальность проекта:

Распространение устойчивых к действию антибиотиков бактериальных патогенов является вызовом всему человечеству. Смертность и экономический ущерб от этой проблемы по своим масштабам могут значительно превзойти пандемию COVID-19. По прогнозам к 2030 году экономические потери от антибиотикорезистентности будут сопоставимы по масштабам с потерями от глобального изменения климата. ВОЗ прогнозирует, что к 2050 году смертность от бактериальных инфекций будет выше, чем от онкологических заболеваний. Необходимо отметить, что этот прогноз был дан еще до пандемии, которая сильно обострила кризисную ситуацию с возникновением резистентных форм патогенных бактерий, особенно возбудителей внутрибольничных инфекций.

Научная и практическая значимость проекта:

В рамках проекта разрабатываются инновационные лекарственные препараты, предназначенные для лечения тех бактериальных инфекций, для которых характерна высокая частота антибиотикорезистентности.

Предлагаемые решения прежде всего направлены на снижение смертности от бактериальных инфекций.

Ожидаемые результаты:

В рамках проекта создаются лекарственные препараты новых классов, блокирующие защитные механизмы бактерий и потенцирующие действие антибиотиков и антисептиков. Осуществляется направленная химическая модификация существующих антибиотиков с целью увеличения их бактерицидного действия. Разрабатываются препараты мРНК-вакцин, призванные стимулировать иммунный ответ против персистирующих внутриклеточных бактериальных патогенов и способствовать разрешению хронических инфекционных процессов. Кроме того, проводятся фундаментальные исследования, целью которых является поиск новых механизмов устойчивости бактерий к антибиотикам и новых мишеней для противомикробной терапии.