Замена привычных антибиотиков синтетическими молекулами от IBM


Главные новости дня читайте в нашем паблике Вконтакте


Источник: оригинальная статья

Исследователи IBM работают над веществами, позволяющими бороться с устойчивостью бактерий к антибиотикам. На картинке одна из таких бактерий, MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, метициллинрезистентный золотистый стафилококк). Предполагается, что синтетические лекарства могут помочь в противостоянии непрерывной эволюции бактерий.

Открытие пенициллина Александром Флемингом в 1928 важно по двум причинам: во-первых, врачи получили долгожданную возможность бороться с болезнями вроде пневмонии, гонореи и ревматической лихорадки. До этого не имелось никакого метода, кроме как ожидать, наблюдая и полагаясь на судьбу и собственную работу иммунитета; понятное дело, что зачастую для больного это заканчивалось трагически. Во-вторых, открытие навело учёных на другую идею — «а что если те вещества, которые выделяют бактерии или грибки, можно использовать в атаке и на другие инфекционные заболевания?».

И с тех времен начался беспрерывный поиск новых молекул, подобных пенициллину, дабы сражаться с полчищами инфицирующих нас бактерий и грибков. Это жестокая гонка, в которой время играет против людей. Бактерии изменяются с высокой скоростью, и пока мы пытаемся уничтожить их, они стараются выжить — любыми средствами. Самое неприятное здесь то, что в таком состязании по «перетягиванию каната» микроорганизмы явно тянут в свою сторону с изрядным перевесом. В мае 2016 группа исследователей, называемая «Контроль за устойчивостью микроорганизмов к препаратам», установила, что примерно 700 000 человек в год погибают от устойчивых к антибиотикам болезней (вызываемых бактериями, против которых ни один из имеющихся антибиотиков уже не действует). К 2050 прогнозируется рост годовой смертности до 10 000 000 человек, если не будут найдены иные способы лечения.

Наука всеми силами старается это предотвратить. Пока же основная масса занята тем же, что делал Флеминг — просеиванием бактерий и грибков на предмет подходящих веществ, исследователи компании IBM выбрали альтернативную дорогу, создав синтетическую молекулу, которая разрушает бактерии изнутри.

Разработка идёт исходя из наиболее страшного сценария заражения: резистентность патогена к антибиотикам, системная инфекция, полиорганная недостаточность. И им удалось сконструировать вещество, эффективно срабатывающее против пяти наиболее известных видов, отличающихся своей сопротивляемостью к лекарствам, тех, что нередко заводятся непосредственно в больницах и быстро захватывают тело, вызывая полный отказ всех органов.

Конечно, над синтетическими фармсредствами работа началась отнюдь не вчера, но задачи по-прежнему не становятся проще. Нужно сделать агент биодеградирующим — поскольку он не должен задерживаться в человеке надолго — и не давать убивать здоровые ткани вместе с заразой. Например, антибиотики «последнего шанса» чрезвычайно токсичны, и вместе с бактериями поражают печень, равно как и остальные системы.

«Мы пробуем имитировать иммунитет», — говорит Джеймс Хендрик из IBM. Он и его команда опубликовали наработанный материал в журнале Nature Communications. «Иммунная система выцеливает микроб и разлагает его клеточную мембрану», — пишет учёный — «Мы истребляем захватывающих клетки пришельцев путём подавления их собственных защитных механизмов». «Когда ты заболеваешь, то организм вырабатывает антибактериальные пептиды — проще говоря, полимерные цепочки» (то есть, по сути, длинные молекулы белка). С недавних пор множество лабораторий сосредоточились на синтезе таких молекул.

По словам Хендрика, основная сложность в том, что из «убитых» заражённых клеток в кровь попадают токсины. Для единичных или малых количеств это терпимо. Но при системных инфекциях счёт идёт на миллионы, и токсический эффект может быть ужасен.

Раньше, добавляет Хендрик, синтетики использовали схожий подход, «лопая» каждую бактерию. Теперь же они работают изнутри.

В довесок к сказанному, Хендрик сотоварищи считают, что данный тип лекарства может даже снизить сопротивляемость бактерий к антибиотикам в общем. Полимер использует электростатическое взаимодействие — притяжение положительных и отрицательных зарядов. Но таких точек притяжения на поверхности бактерии множество, и это означает, что даже при некоторых мутациях штамма всё равно останется место, за которое можно будет зацепиться.

Согласно отчётам IBM, полимер полностью биодеградируемый и действует крайне оперативно. «Прекрасно то, что новый класс материалов после трёх дней полностью распадается. Фактически, он вводится, делает своё дело, разлагается, и покидает организм».

На текущий момент препарат пока опробован только на мышах, но Хендрик думает, что пора подвергнуть формулу клиническим испытаниям на людях. Для IBM это означает сотрудничество с фармокомпаниями для организации нужных испытаний, а в дальнейшем — разработку конкретного препарата по результатам.

Звучит хорошо, но от лабораторного стола до полки в аптеке путь неблизок. Положительные тесты на мышах не означают, что на человеке всё автоматически сработает так же. Наибольшую озабоченность вызывает вероятность накопления вещества в нашем организме. Предшественники этого полимера были забракованы именно потому, что толком не расщеплялись и не выводились.

Есть и скепсис относительно стоимости. Синтез обходится дороже применяемых в фарминдустрии технологий производства антибиотиков, и это поднимет цену как для компаний-производителей, так и для конечных потребителей.

Даже если будет доказана высокая эффективность этого средства, мир всё равно не откажется от поиска других методов лечить болезни без применения антибиотиков — равно как и от способов замедлить рост резистентности. В последнем могут помочь уменьшение количества кесаревых; запрет приёма антибиотиков при не реагирующих на них инфекций (вроде гриппа или простуды) или тех, с которым иммунитет способен управиться самостоятельно; снижение использования антибиотиков в пищевой промышленности.

Хотя и препарат на какое-то время затормозит прогресс бактерий в области медикаментозной устойчивости (Хендрик не берётся предсказать, как надолго), это не будет длиться вечно. «Бактерии очень „умны“. Пройдёт ещё несколько десятилетий, и они выяснят, как избегать нашего полимера», — предупреждает Хендрик — «Поэтому война с ними никогда не кончится».

 

 

https://habr.com/post/411155/



Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о