Ученые разработали новое соединение, которое убивает плотоядные и другие устойчивые к лекарствам бактерии

Автор Марина Чжан через The Epoch Times (выделено нами),

Двадцать лет назад профессор Фредрик Альмквист, профессор органической химии в Университете Умео в Швеции, попросил своих коллег-исследователей из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (WashU) разработать соединение, которое предотвратит инфекции мочевыводящих путей, которые часто вызываются грамотрицательными бактериальными инфекциями.

(Катерина Кон/Шуттерсток)

Команда Альмквиста создала различные соединения, которые затем были проверены на их действие.

Вместо того, чтобы контролировать приверженность грамотрицательных бактерий, они обнаружили, что некоторые из соединений были очень эффективны при уничтожении различных грамотрицательных бактерий. К ним относятся штаммы с множественной лекарственной устойчивостью, классифицированные как относящиеся к угрозам со стороны Центров США по контролю и профилактике заболеваний (CDC).

Исследователи выделили одно соединение, Называется она PS757. Лабораторное тестирование показало, что PS757 эффективен против метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA). устойчивый к ванкомицину Enterococcus faecalis (VRE), мультирезистентный Streptococcus pneumoniae и устойчивый к эритромицину Streptococcus pyogenes (S. pyogenes), среди других.

Ученые также изучили влияние PS757 на S. pyogenes, потенциально плотоядные бактерии, у животных.

Убивает плотоядные бактерии

S. pyogenes может вызывать широкий спектр инфекций, от легких локализованных до потенциально смертельных инфекций мягких тканей или некротизирующего фасциита.

В исследовании на животных, опубликованном в пятницу в Science Advances, исследователи показали, что соединение может помочь контролировать распространение бактерий, поедающих плоть, у крыс и помочь в восстановлении.

Крысы с PS757, введенными в кожу, имели более мелкие язвы и открытые раны. Они также заживают быстрее, чем те, которые не лечатся соединением.

S. pyogenes вызывает плотоядные раны, высвобождая токсины, которые убивают мягкие ткани. Эти раны лечат антибиотиками и хирургическими вмешательствами для удаления инфицированных тканей.

Исследование на животных не оценивало влияние PS757 на другие бактериальные инфекции. Однако предыдущие лабораторные исследования показали, что соединение было эффективным против других грамположительных бактерий.

Современные антибиотики для S. pyogenes контролируют инфекции, блокируя токсины бактерий. Тем не менее, устойчивость к антибиотикам растет. Лабораторные эксперименты показали, что PS757 работает так же хорошо, как и обычные антибиотики, такие как ванкомицин и клиндамицин, убивая S. pyogenes.

При некротизирующем фасциите, вызванном S. pyogenes, «клиндамицин является препаратом выбора из-за его способности подавлять выработку мощных экзотоксинов», — сказал доктор Деннис Стивенс, профессор медицины в Отделе аллергии и инфекционных заболеваний Университета Вашингтона, который не участвовал в исследовании.

Устойчивость к клиндамицину была зарегистрирована в Китае, Великобритании и США, а линезолид, другой антибиотик, является полезной альтернативой.

Доктор Стивенс сказал, что в исследовании использовался штамм S. pyogenes, редко связанный с токсическим шоком или некротизирующей инфекцией.

"Выглядит многообещающе в своей модели. Пока нет исследований токсичности.Об этом он рассказал The Epoch Times.

Хотя соединение еще далеко не готово к превращению в фармацевтический препарат, авторы надеются, что путем проведения дальнейших исследований они смогут сформировать новый класс антибиотиков для лечения различных лекарственно-устойчивых бактериальных инфекций.

Широкополосатая бактерия-убийца

Almqvist разработал соединение, сделав его имитирующим бактериальный пептид.

С этим пептидом в качестве основы он и его команда добавили различные компоненты для изменения свойств соединения. Соединение PS757 является их последней вариацией.

"Они работают против широкого спектра грамположительных бактерий, включая те, у которых уже заканчивались антибиотики для лечения, такие как VRE и MRSA.Майкл Капарон, профессор молекулярной микробиологии в WashU и один из старших авторов исследования, рассказал The Epoch Times.

Бактерии можно разделить на два основных класса: грамотрицательные и грамотрицательные. Грамотрицательные бактерии имеют дополнительную наружную мембрану, в то время как грамотрицательные — нет.

«Бактерицидный эффект до сих пор на бактерии дикого типа виден только с грамположительными, но мы уверены, что мы также можем развивать их дальше и влиять на грамотрицательные бактерии», — сказал Альмквист.

Капарон сказал, что PS757 обладает несколькими уникальными свойствами, которые могут сделать его более эффективным, чем другие антибиотики.

"Эти свойства особенно эффективны против так называемых персистирующих клеток.«Живые бактерии, которые перестали расти», — сказал он.

Большинство антибиотиков на рынке убивают бактерии, которые активно растут и размножаются. Они неэффективны против нерастущих бактерий, которые могут способствовать устойчивости бактерий.

Когда бактериальная популяция лечится антибиотиками, «около 99 процентов из них» умирают, сказал Капарон, но небольшой процент бактерий — клеток-переносчиков — живет.

«Когда антибиотик исчезает, клетки-консерваторы снова вырастают и начинают инфекцию снова», — объясняет Капарон.

Однако было также показано, что PS757 убивает персистирующие клетки, что может снизить устойчивость к антибиотикам.

Другим уникальным аспектом соединения является то, что оно может убивать бактерии в биопленках. Биопленки создаются, когда бактерии прикрепляются к поверхности и образуют сообщество.

Примером биопленки являются скользкие массы, которые растут во влажных областях ванных комнат.

Бактерии в биопленках более устойчивы к антибиотикам, часто для их уничтожения требуется более высокая доза, но исследователи обнаружили, что PS757 может убить эти бактерии даже без увеличения дозы.

Только ранние разработки

Альмквист и Капарон сказали The Epoch Times, что требуется гораздо больше работы, прежде чем соединение будет готово для фармацевтического использования.

«В этом конкретном исследовании у нас нет того, что называется препаратом-кандидатом; он не на этом уровне. Это больше похоже на действительно крутую отправную точку в отношении препарата-кандидата, - сказал Альмквист.

Он сказал, что Необходима дополнительная работа для точной настройки конечного соединения, а также дополнительные исследования, чтобы понять, как препарат ведет себя, его дозировку, почему и как он убивает бактерии, и как оптимизировать его эффекты.

С некоторыми проектами лекарств исследователи знают, почему препарат работает, потому что его функции были разработаны с самого начала. Однако с PS757 свойства были обнаружены непреднамеренно.

Еще один способ узнать, как работает препарат, - это искать бактерии, устойчивые к нему. Понимая, почему бактерии устойчивы, исследователи могут определить, почему препарат работает. Тем не менее, PS757 был успешен до такой степени, что никаких устойчивых бактерий еще не обнаружено, что делает изучение его механизма еще более сложным.

Almqvist, Caparon и другой старший автор, Скотт Хультгрен, запатентовали соединение, используемое в исследовании, и лицензировали его компании, рассчитывая облегчить фармацевтическую разработку и клинические испытания.