Теиксобактин — «антибиотик новой надежды» — синтезирован в Китае

Теиксобактин — «антибиотик новой надежды» — синтезирован в Китае

Группа исследователей под руководством доктора Сюэченя Ли (кит. 李學臣, англ. Xuechen Li) с химического факультета Гонконгского университета (HKU Department of Chemistry) совместно с доктором Юйем Юанем (Yu Yuan) из Университета Центральной Флориды (University of Central Florida) и доктором Шэном Чэнем (Sheng Chen) из Гонконгского политехнического университета (Hong Kong Polytechnic University) сообщила о создании способа синтезировать недавно открытый революционный антибиотик теиксобактин (teixobactin). Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications. Эта работа может проложить путь к созданию и применению антибактериальных препаратов следующего поколения на основе теиксобактина.

Устойчивость бактерий к антибиотикам растёт повсеместно и становится серьёзной угрозой общественному здоровью. Например, устойчивый к метициллину золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) был объявлен одним из основных патогенов, вызывающих как внутрибольничные, так и внебольничные инфекции. Золотистый стафилококк также считается одной из самых опасных супербактерий (так называют патогены, устойчивые к большинству имеющихся препаратов) в Гонконге, так как он очень легко распространяется и часто приводит к смерти. Чтобы избежать дальнейшего ухудшения ситуации с резистентностью к антибактериальной терапии, необходимо прекратить неправильное и избыточное назначение антибиотиков.

Группа исследователей под руководством доктора Сюэченя Ли на протяжении семи лет занимается исследованием новых антибиотиков. В 2013 году они впервые разработали способ химического синтеза даптомицина, сделавший возможным создание препаратов нового поколения на основе этого антибиотика. Недавно эти же учёные достигли успеха в разработке химического синтеза другого антибактериального препарата, теиксобактина.

Открытие американскими учёными в прошлом году теиксобактина было названо в журнале Nature «прорывом» в исследовании антибактериальных препаратов. Теиксобактин способен уничтожать бактерии, устойчивые к другим антибиотикам, например, устойчивый к метициллину золотистый стафилококк или устойчивые к ванкомицину энтерококк (Enterococcus) и палочку Коха (Mycobacterium tuberculosis).

Хотя результаты испытаний теиксобактина выглядят многообещающе, он несовершенен с точки зрения фармакологии. Для улучшения лечебных свойств может потребоваться изменение его структуры. Из истории создания антибактериальных препаратов известно, что модификация исходного соединения способна привести к появлению новых поколений антибиотиков, как это произошло с пенициллином и его производными. Только при помощи химического синтеза и медицинской химии структура теиксобактина может быть изменена таким образом, чтобы в распоряжении врачей появились производные теиксобактина, синтезированные из более простых соединений. Именно поэтому разработка процесса синтеза теиксобактина привлекла внимание учёных разных стран: решением этой задачи занимались более 15 исследовательских групп по всему миру. Работая в сотрудничестве с химиками из Университета Центральной Флориды, учёные из Гонконгского университета достигли успеха быстрее других. Они смогли не только синтезировать теиксобактин, но и создать 10 перспективных производных этого антибиотика. Разработанная специалистами из Гонконга стратегия очень эффективна, её использование может привести к быстрой разработке новых средств на основе теиксобактина.

Читайте также:  Описание хронического миелоидного лейкоза - Больница Шиба

Сейчас команда под руководством доктора Сюэченя Ли планирует разработать более 100 производных в течение двух лет и заняться поиском соединений с наилучшими фармакологическими свойствами для дальнейшего применения в медицине.

Uncovering the tricks of game changer antibiotic teixobactin

Utrecht scientists have discovered how the powerful antibiotic teixobactin kills bacteria. Heralded as a breakthrough drug, the discovery of teixobactin marked a milestone for combating drug-resistant superbugs. However, the way teixobactin binds to its target was hitherto unknown. An international group, led by Dr. Markus Weingarth of Utrecht University, presents the structure of teixobactin 5 June in Nature Communications.

Teixobactin is a small natural peptide produced by bacteria that live in dirt. It kills pathogenic bacteria without detectable resistance. Notwithstanding its high potential, teixobactin requires improvements due to its prohibitively high synthesis cost and unfavourable solubility. Yet, insufficient knowledge on its binding mode impedes the hunt for superior analogues.

Researchers at Utrecht University used solid-state NMR, which works like an ultra-powerful microscope, to resolve the mode of action of teixobactins directly in native bacterial cell membranes. For the first time, the researchers succeeded to solve the structure of teixobactin bound to its target Lipid II, a tiny yet essential molecule on the membrane-surface of bacteria. And they reveal how teixobactins recognize a broad spectrum of targets, which is essential to kill a broad spectrum of bacteria.

Unlock medical potential

Surprisingly, they found that teixobactin also forms large, sticky networks on the cell surface that soak up Lipid II like sponges, eventually killing the bacterium. The target molecule Lipid II, known as the Achilles’ heel of bacteria, is effectively captured in the dense teixobactin meshwork. «This discovery comes as a surprise, because it was previously thought that the direct binding to Lipid II is enough to kill bacteria,» says last author Markus Weingarth of Utrecht University, who specialises in understanding the mode of action of antibiotics. «Curiously, we show that the direct binding to Lipid II is relatively weak if membranes are negatively charged, which is the case for almost all bacterial cell membranes.»

Читайте также:  Антибиотики при кашле у детей в каких случаях необходимы

These new findings provide critical cues to synthetically improve teixobactin, which is necessary to unlock its medical potential. «Teixobactin could be one of our sharpest weapons against pathogens such as M. tuberculosis that alone kills more than a million of people every year,» explains Dr. Markus Weingarth. «Now, thanks to our study, we understand much better how teixobactin kills bacteria, and we eventually know the structure of the complex between teixobactin and its target Lipid II. We expect that this structure will enable us and researchers worldwide to design even more powerful antibiotics.»

Впервые за 30 лет. Открытие нового антибиотика Teixobactin

Опубликовано Ольга Алекина в 14.03.2015 14.03.2015

Группа исследователей под руководством Kim Lewis из Northeastern University обнаружили принципиально новый антибиотик, получивший название teixobactin, который способен эффективно бороться с устойчивыми к другим антибиотикам микобактериями туберкулеза и метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA)

Несмотря на то, что проблема устойчивых бактерий становится все более актуальной в мире, специалистам продолжительное время не удавалось найти принципиально новый антибиотик. Разработки велись, в основном, для модификации уже известных лекарств, к каждому из которых большинство опасных бактерий легко вырабатывали устойчивость.

При этом, как часто и бывает, большое открытие лежало буквально под ногами. Teixobactin был обнаружен в почве. Удивительным является не только обнаружение нового антибиотика, но и сам революционный подход к исследованию, позволивший его обнаружить.

iChip – так назвали методику, позволившую обнаружить Teixobactin авторы исследования. Образно говоря, Teixobactin – это «рыба», а iChip – это «удочка», с помощью которой можно наловить «рыбу», так необходимую человечеству.
Итак, в чем же заключается разработанный подход? Бактерии вели друг с другом борьбу за существование миллионы лет до появления человека на Земле. Они вырабатывают множество принципально различных средств для борьбы друг с другом, и успешно из применяют. Казалось бы простым решением – обнаружить вещества, с помощью которых бактерии уничтожают друг друга, и использовать их для защиты человека. Но проблема зщаключается в том, что абсолютное большинство бактерий на земле не удается вырастить в искусственных (лабораторных условиях). Поэтому этот огромный, прошедший боевые испытания в течение миллионов лет арсенал профессиональных «киллеров» оставался для нас недоступен.

Читайте также:  Электрокардиография (ЭКГ) в Северном Бутово - диагностические центры на

Метод выращивания бактерий с помощью iChip способен решить проблему культивирования и исследования огромного количества бактерий, которые не могут дить в обычных лабораторных условиях.
iChip (на рисунке) – это небольшая пластинка с отверстиями. Образец почвы (в котором содержатся миллионы разных бактерий) разбавляют водой и выливают на эту пластинку с сотнями отверстий. Из за того, что обазец почвы сильно разбавлен, можно надеяться, что в каждую ячейку iChip попадет только одна бактерия. После этого iChip закрывают непроницаемыми для бактерий, но проницаемыми для содержащихся в почве химических веществ мембранами так, чтоб бактерии, попавшие в ячейки, не смогли выбраться оттуда. И запакованную мембранами пластинку iChip вновь помещают в родную для выловленных бактерий почву. В результате бактерии, попавшие в iChip, могут питаться, размножаться и нежиться в привычной среде, но не могут смешиваться с другими бактериями почвы.
Интересно, что более четверти бактерий, однажды пожившие в пластинке iChip, обретают способность жить и размножаться в обычных лабораторных условиях. Тогда как только 1% диких, не прирученных iChip бактерий могут жить в лаборатории.
Почему обитание в iChip позволяет ранее не способным бактериям расти в лабораторных условиях, пока не ясно, но, возможно, происходят какие то мутации в процессе жизни в неволе. Это явление имеет огромное значение, так как позволяет преодолеть огромный барьер, который был останавливает развитие новых антибиотиков — выращивание бактерий в лабораторных условиях с целью изучения и изолирования естественных бактериальных антибиотиков.

Ссылка на основную публикацию
Татьяна Глазкова из Тюмени родила в 42, ее история, 13 февраля 2020 года — новости Тюмени
«Поняла, почему мамы говорят…»: ярославна в первый раз родила в 42 года – двойню Мама двух девчонок рассказала, каково полжизни...
Таблица развития ребенка до года
Муниципальное бюджетное учреждение здравоохранения «Родильный дом №5 г. Ростова-на-Дону» Родильное отделение МБУЗ "Городская больница №7 г.Ростова-на-Дону" Вы здесь Первым у...
Таблица размеров матки при беременности · GitHub
Какой должен быть размер матки при беременности? Таблица по неделям Приветствую всех читателей на нашем блоге! Матка — важный репродуктивный...
Татьяна Денисова — биография и личная жизнь, муж, семья, дети, все разводы члена жюри шоу «Танцы», н
Татьяна Денисова — биография, семья и личная жизнь хореографа Татьяна Денисова (Tatyana Denisova) — известный украинский хореограф. Ее жизнь наполнена...
Adblock detector