Лоламицин: новый антибактериальный препараты для борьбы с устойчивыми инфекциями
В эпоху растущей резистентности бактерий к антибиотикам поиск новых эффективных препаратов становится все более актуальной задачей. Недавнее исследование, проведенное учеными из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, может стать важным шагом на пути решения этой проблемы. Команда под руководством профессора Пола Хергенротера и Кристен Муньос разработала новый антибиотик, получивший название лоламицин. Результаты их работы, опубликованные в престижном научном журнале Nature, вселяют надежду на появление нового поколения антибактериальных препаратов, способных бороться с опасными инфекциями, не нанося при этом вреда комменсальным микроорганизмам.
Одной из ключевых особенностей лоламицина является его избирательное действие на грамотрицательные бактерии. Эти микроорганизмы традиционно считаются более устойчивыми к антибиотикам по сравнению с грамположительными бактериями. Существующие препараты для борьбы с грамотрицательными инфекциями, такие как колистин, обладают серьезными побочными эффектами, включая нарушения работы желудочно-кишечного тракта, печени и почек. Кроме того, они зачастую неизбирательно уничтожают не только патогенные, но и комменсальные микроорганизмы нашего микробиома, что может привести к развитию опасных осложнений, таких как клостридиальная инфекция.
В поисках решения этих проблем ученые обратили внимание на новый класс соединений, избирательно ингибирующих работу системы транспорта липопротеинов (Lol), присущей только грамотрицательным бактериям. При этом генетические различия этой системы у патогенных и условно-патогенных микроорганизмов открывают возможности для создания «умных» антибиотиков, нацеленных таргетно на возбудителей инфекций. Однако первоначальные соединения оказались недостаточно эффективными в борьбе с грамотрицательными инфекциями в лабораторных условиях.
Кристен Муньос оптимизировала структуры этих молекул. Она синтезировала и протестировала множество их вариантов, оценивая антибактериальную активность против различных грамположительных и грамотрицательных бактерий в культуре клеток. В результате ей удалось получить соединение, названное лоламицином, которое продемонстрировало избирательное действие в отношении нескольких распространенных грамотрицательных патогенов, включая лабораторные штаммы Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae и Enterobacter cloacae. В повышенных концентрациях лоламицин эффективно уничтожал до 90% клинических изолятов этих бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, практически не затрагивая при этом грамположительные микроорганизмы.
Следующим шагом стала проверка эффективности нового антибиотика на животных моделях. Для этого ученые использовали мышиную модель с лекарственно-устойчивыми формами сепсиса и пневмонии. Результаты оказались впечатляющими: при пероральном введении лоламицин спас 100% мышей с сепсисом и 70% животных с пневмонией.
Однако, наиболее примечательным свойством лоламицина стало его минимальное воздействие на нормальный кишечный микробиом. Ученые провели тщательный анализ влияния лоламицина на микробиом мышей, сравнивая его с эффектами широко используемых антибиотиков - амоксициллина и клиндамицина. В то время как стандартные препараты вызывали резкие изменения в структуре бактериальных популяций кишечника, снижая численность нескольких важных групп полезных микробов, лоламицин не приводил к сколько-нибудь значительным изменениям ни во время трехдневного курса лечения, ни в последующий 28-дневный период восстановления. Эти данные свидетельствуют о том, что новый антибиотик обладает уникальной способностью избирательно уничтожать патогенные бактерии, сохраняя при этом естественный баланс кишечной микрофлоры.
Безусловно, лоламицин еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем он сможет найти применение в клинической практике. Необходимы дополнительные исследования, чтобы оценить его эффективность против более широкого спектра бактериальных штаммов, детально изучить возможные побочные эффекты и токсичность, а также определить, насколько быстро патогены смогут развить устойчивость к этому препарату. Тем не менее, полученные результаты являются важным доказательством концепции, демонстрирующим принципиальную возможность создания антибиотиков нового поколения, способных избирательно воздействовать на возбудителей инфекций, не нарушая при этом хрупкий баланс микробиома человека. По словам профессора Хергенротера, такой подход может открыть новые перспективы в борьбе с некоторыми из наиболее сложных и опасных бактериальных инфекций.