Исследователи открывают новый тип антибиотиков, которые убивают бактерии, используя уникальный подход. Обычно такие антибиотики, как пенициллин, предотвращают образование бактериальной стенки вокруг их клеток. Новые антибиотики делают наоборот: они предотвращают разрушение стены. Если клетки не могут сломать свои стены, они не могут расти.
Антибиотики являются антимикробными веществами, активными против бактерий, и являются наиболее важным видом антибактериального средства для борьбы с бактериальными инфекциями.
Первый антибиотик под названием пенициллин был обнаружен из культуры плесени в 1928 году. Это открытие привело к разработке антибиотиков, которые резко сократили число смертей от инфекций. Сегодня существует более 100 антибиотиков для лечения легких и тяжелых инфекций.
Сейчас исследователи из Университета Макмастера, Университета Индианы и Монреальского университета открыли новый тип антибиотиков, которые убивают бактерии, применяя уникальный подход.
Недавно открытые антибиотические соединения – это корбомицин и комплекстатин. Оба они происходят из семейства антибиотиков, называемых гликопептидами, которые генерируются почвенными бактериями.
Разница заключается в том, как новые антибиотики взаимодействуют с функциональностью бактериальной клеточной стенки – ранее неизвестный метод атаки бактерий.
Бактерии состоят из стенки вокруг внешней стороны их клеток. Эта жесткая клеточная стенка придает бактериям прочность и форму. Хотя все они являются микроскопическими организмами, бактерии сильно различаются по размеру, форме и расположению.
Они полагаются на различных хозяев (малых и больших) для их питания и могут выжить в средах, которые содержат низкую концентрацию питательных веществ.
В то время как антибиотики, такие как пенициллин, препятствуют росту стенки (чтобы убить бактерии), новые антибиотики делают наоборот: корбомицин и комплекстатин укрепляют стенку и предотвращают ее разрушение. Они блокируют бактериальные функции клеточной стенки, прикрепляя к пептидогликану.
Клетки бактерий запрограммированы на расщепление и расширение (вот как они растут). Если клетки не могут сломать свои стенки (это как будто они заперты в тюрьме), они не могут развиться.
Группа исследователей проанализировала гены известных членов гликопептидов. Они сосредоточились на тех, у кого не было механизмов устойчивости в надежде найти антибиотики, которые могут атаковать бактерии по-другому.
Они предположили, что если эти гены (из которых были сделаны новые антибиотики) были другими, возможно, подход, который они используют для уничтожения бактерий, также отличался.
Исследователи использовали методы клеточной визуализации для подтверждения того, что новые антибиотики предотвращают разрушение бактериальной стенки. Они также смогли продемонстрировать действие этих антибиотиков на мышах – серьезные инфекции, вызванные круглой формой, лекарственно-устойчивой бактерией Staphylococcus aureus, были успешно блокированы новыми антибиотиками.
В частности, корбомицин и комплекстатин имеют низкий уровень развития резистентности и эффективны в снижении бактериальной нагрузки при моделировании мышью MRSA инфекции кожи.
Полученные результаты могут быть применены и к другим антибиотикам. Со временем это поможет ученым найти новые антибиотики с различными механизмами уничтожения бактерий.
Исследование опубликовано в в журнале
