Блок обитания: российские ученые создают новый антимикробный препарат

В Сеченовском университете разрабатывают препараты для борьбы с устойчивыми бактериями. Ученые присоединились к крупному международному проекту, направленному на создание новых лекарств, еще в прошлом году и уже делают первые успехи. Зачем миру нужны новые антибактериальные препараты и чем опасны устойчивые штаммы, разбирались «Известия».

Золотой эпохой антибактериальных препаратов в мире считаются 50–60-е годы прошлого столетия, когда ученые открыли большое количество таких лекарств. Однако с тех пор новые эффективные препараты появлялись не так часто.

В последний раз новый класс антибиотиков — фторхинолоны — был введен в практику в 80-е годы прошлого века. С тех пор в арсенале врачей почти ничего нового не прибавилось. Зато появились устойчивые к существующим лекарствам микроорганизмы, причем в последние годы их количество значительно увеличилось.

По словам врачей, особую опасность сегодня представляют штаммы микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью. Эта проблема настолько актуальна, что ученые иногда говорят об окончании «эры антибиотиков» и о вступлении в новую реальность, где человек снова становится беззащитным перед бактериями.

По оценкам экспертов ВОЗ, уже сегодня из-за инфекций, вызванных устойчивыми штаммами, ежегодно умирают сотни тысяч человек. Ожидается, что к 2050 году это число может увеличиться до 10​ млн человек.

Потому сегодня исследователи во всем мире занимаются разработкой новых антибиотиков. Одним из перспективных направлений считается поиск биологически активных соединений в лекарственных растениях.

В России поиском новых антимикробных препаратов, способных преодолевать лекарственную устойчивость бактерий, занимаются сотрудники лаборатории молекулярной биологии и биохимии Первого МГМУ имени Сеченова. Они участвуют в крупном международном проекте с коллегами из Индии, Южной Африки и Бразилии, рассказали «Известиям» в университете.

Международный проект стран-партнеров, финансируемый в рамках программы БРИКС, стартовал еще в прошлом году. Его целью стала разработка препаратов против резистентных бактерий, включенных ВОЗ в список критически приоритетных возбудителей заболеваний.

Речь идет о микобактерии туберкулеза, а также о частых возбудителях внутрибольничных инфекций — кишечной палочке, клебсиелле пневмонии, золотистом стафилококке и синегнойной палочке.

Как рассказала одна из исполнительниц проекта, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и биохимии Сеченовского университета Лариса Икрянникова, инициатором международного исследования стала команда ученых из Индии. С помощью компьютерного моделирования им удалось найти несколько бактериальных белков, которые играют важную роль во взаимодействии патогена с хозяином, а следовательно, могут быть потенциальной мишенью для действия антимикробных препаратов.

Помимо этого, индийские ученые предположили, что эффективными препаратами для воздействия на новые мишени могли бы стать соединения, которые содержатся в растениях рода Piper (перечных) —​ эвгенилацетат, хлорогеновая кислота, пинорезинол и другие.

Пилотные исследования индийской команды перешли на новый этап, когда к проекту присоединились научные группы из России, Бразилии и Южной Африки. С того момента у каждой команды появилась своя задача. Так, ученые из Индии оценивают антибактериальные свойства соединений по отношению к устойчивым штаммам золотистого стафилококка и синегнойной палочки. Аналогичную задачу, но уже со штаммами микобактерии туберкулеза, выполняют ученые из Южной Африки.

Российская команда работает со штаммами кишечной палочки и клебсиеллы пневмонии. А бразильские исследователи должны будут определить кристаллическую структуру новых белковых мишеней и комплексов белка-мишени с потенциальным антимикробным агентом.

По словам Ларисы Икрянниковой, на первом этапе проекта российские ученые успели провести работу по оценке бактерицидной активности новых соединений и получить интересные результаты.

— Нам удалось экспериментально подтвердить, что отдельные соединения действительно проявляют ингибирующую активность. В этом плане наша команда даже несколько опережает ученых из других стран, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории.

В международном проекте принимают участие и студенты Первого МГМУ имени Сеченова. По словам одной из них, бакалавра направления «биотехнология» Дарьи Белых, работа в лаборатории требует большой точности, внимательности и соблюдения всех требований техники безопасности.

— Мы работаем со множеством штаммов, нужно много делать вручную. Но это увлекательный процесс и большая ответственность, — говорит Белых.

После того как научные группы стран-партнеров оценят и подтвердят антимикробный потенциал исследуемых соединений, им предстоит определить белки-мишени их действия в бактериальной клетке. Затем соединения, показавшие наибольшую эффективность против устойчивых патогенов, оптимизируют с помощью методов математического моделирования. Это важно, чтобы достичь лучших параметров взаимодействия с потенциальной мишенью.

Наиболее успешные структуры синтезируют в химической лаборатории одной из стран-участников и оценят их потенциал на лабораторных животных. А конечной целью станет разработка прототипа нового антибиотика широкого спектра действия, который будет эффективен против самых устойчивых к лекарствам бактерий.

Если ученые действительно создадут такой, это будет новая эпоха в развитии антимикробной химиотерапии, говорит в беседе с «Известиями» доцент кафедры фармакологии Института фармации им. А.П. Нелюбина Сеченовского университета Сусанна Сологова.

— Тогда мы сможем справляться с такими бактериями, как клебсиелла, золотистый стафилококк, к которому сформировалась высокая устойчивость во многих регионах, с мультирезистентными штаммами, — отмечает она. — Бактерии легко мутируют, легко вырабатывают альтернативные мишени, против которых существующие препараты уже не работают, и это большая, глобальная угроза. Потому такая разработка очень важна и перспективна.

Как объясняет «Известиям» врач-инфекционист ФНКЦ ФМБА России Надежда Фомина, антибиотики — это группа лекарственных препаратов, которые используются для борьбы с бактериальными инфекциями. Они убивают или останавливают рост бактерий, способных вызвать множество заболеваний — от простой ангины до смертельно опасных, таких как пневмония или менингит.

— Антибиотикорезистентность — это способность бактерий не реагировать на применяемые антибиотики, не чувствовать их воздействия. Это означает, что дозы лекарств убивают не все бактерии, а только самые слабые из них. Таким образом, бактерии выживают, размножаются и становятся всё более устойчивыми к препаратам, — рассказывает врач.

Антибиотикорезистентность опасна тем, что может привести к неэффективности лечения бактериальных инфекций — они могут стать более тяжелыми и длительными. Тогда человеку потребуются более мощные антибиотики, способные вызвать побочные эффекты, например аллергию, негативное воздействие на почки и печень, развитие сопутствующих инфекций (грибковых или опасных вирусных заболеваний) и затруднение в лечении бактериальных инфекций в будущем.

Именно поэтому важно не допускать развития такой устойчивости — принимать антибиотики только по рекомендации врача, соблюдая дозировку и продолжительность приема лекарства.

— Одна из распространенных ошибок в лечении — использование антибиотиков не по назначению, например при лечении вирусных инфекций, таких как простуда, грипп и другие, — отмечает Надежда Фомина. — Антибиотики не оказывают влияния на вирусы, однако могут уничтожить полезные бактерии, что может привести к дополнительным проблемам. Прекращение приема антибиотиков до окончания рекомендованного курса лечения повышает риск того, что бактерии не будут уничтожены полностью и болезнь вернется с новой силой. Кроме того, такой подход способствует развитию антибиотикорезистентности.

Помимо того, врач напомнила о необходимости соблюдения личной гигиены и правилах безопасного обращения с пищевыми продуктами, чтобы снизить риск заражения бактериальными инфекциями.