Немецкие ученые усилили действие метронидазола против H. pylori
Helicobacter pylori - грамотрицательная бактерия, колонизирующая желудок человека. Инфекция выявляется примерно у 43% населения мира и чаще протекает бессимптомно, однако может приводить к гастриту и язвенной болезни, а хроническое воспаление повышает риск рака желудка и MALT-лимфомы. Стандартная эрадикационная терапия включает комбинацию метронидазола, кларитромицина и ингибитора протонной помпы. Однако растет распространенность устойчивых штаммов, а эффективные дозы метронидазола ассоциированы с побочными эффектами и нарушением микробиома. При этом его молекулярные мишени изучены недостаточно.
Исследователи из Мюнхенского технического университета и Центра инфекционных заболеваний Гельмгольца провели профилирование белков H. pylori, взаимодействующих с метронидазолом. Для этого использовали зондовые производные препарата, сохраняющие способность связываться с мишенями и пригодные для детекции. Неожиданно эти соединения продемонстрировали более высокую антимикробную активность, чем исходный препарат.
Метронидазол известен как индуктор окислительного стресса: восстановление его нитрогруппы приводит к образованию реактивных радикалов, повреждающих ДНК и белки. Ключевую роль в этом процессе играют бактериальные нитроредуктазы; мутации в их генах ассоциированы с устойчивостью.
С использованием алкиновых зондов и клик-химии (алкиновые зонды - это модифицированные молекулы метронидазола с «меткой» в виде алкиновой группы, позволяющей их обнаружить; клик-химия - это метод быстрой и селективной «пришивки» флуоресцентной или другой метки к этим зондами уже после их связывания с белками) исследователи идентифицировали основные белковые мишени - шаперон HpGroEL и тиолпероксидазу HpTpx. Первый необходим для правильного сворачивания белков, второй - для нейтрализации пероксидов и выживания бактерии в условиях оксидативного стресса.
Эфирные производные метронидазола (Metro-P1 и Metro-P3) оказались значительно активнее исходного препарата: их минимальные ингибирующие концентрации были ниже в 30 и 60 раз соответственно. Повышенная активность отмечена для всех соединений с эфирной связью, тогда как аналоги с алифатическими боковыми цепями уступали метронидазолу.
Дополнительные эксперименты показали более прочное связывание производных с HpTpx, а также их благоприятные фармакологические свойства и низкую цитотоксичность. Один из аналогов (MF-01) полностью элиминировал H. pylori у инфицированных мышей при дозе 0,3 мг/кг/сут.
Авторы предполагают, что нитроимидазольные эфиры одновременно индуцируют окислительный стресс и подавляют защитные механизмы бактерии. Полученные соединения, происходящие от клинически применяемого препарата, демонстрируют стабильность и приемлемые фармакокинетические характеристики, что делает их перспективными кандидатами для дальнейшей разработки терапии H. pylori.