Новая стратегия для борьбы с туберкулезными бактериями

Источник: canyons.edu

Чтобы успешно бороться с инфекциями, устойчивыми к лекарствам, ученые постоянно ищут новые уязвимости в смертельных бактериях. Теперь исследователи из Университета Брауна и Массачусетского технологического института (США) нашли новое соединение, поражающее «ахиллесову пяту» туберкулезных микобактерий. В серии лабораторных экспериментов ученые доказали, что убить бактерии можно путем ингибирования ClpP, клеточного фермента, который не является целью какого-либо из существующих антибактериальных препаратов. Как отмечает руководитель проекта адъюнкт-профессор Джейсон Село, ингибирование ClpP — это жизнеспособная стратегия развития противотуберкулезных препаратов. Данный энзим иногда называют «мусорщиком» бактериальных клеток. Он отвечает за деградацию и устранение неправильно свернутых, поврежденных или отработавших свой срок белков внутри клеток. Для большинства бактерий ClpP является необязательным, но предыдущие исследования показали, что он критически важен для жизнеспособности микобактерий туберкулеза.

Если ген, который кодирует этот белок, выбивается из генома бактерии, микроорганизм не может выжить. По словам профессора Селло, если можно было бы ингибировать функцию фермента при помощи небольшой молекулы, это позволило бы убивать бактерии туберкулеза весьма эффективно. Вместе с аспирантом Кори Комптоном профессор Селло начал изучать молекулы, называемые β-лактоны. Ранее было доказано, что β-лактоны ингибируют ClpP в других бактериях, и ученые предположили, что они могли бы сделать то же самое и с микобактериями туберкулеза. Они синтезировали 14 вариантов молекул, каждая из которых имела несколько отличную химическую структуру. Эффект β-лактонов был проверен на микобактериях М. smegmatis. Эти дальние родственники туберкулезных бактерий часто используются в лабораторных исследованиях, так как они не вызывают заболеваний. Из 14 молекул 4 доказали свою эффективность в уничтожении культур М. smegmatis в чашках Петри.

Затем молекулы — кандидаты были отправлены в Иллинойс, в Институт исследований туберкулеза. Там соединения показали свой потенциал в убийстве настоящих туберкулезных бактерий. Наиболее перспективным был признан вариант β-лактон-7. На следующем этапе проекта ученые подтвердили, что β-лактон-7 убивает бактерии за счет ингибирования ClpP — эксперименты с М. smegmatis показали, что молекула связывается с двумя белками, формирующими энзим. Наконец, опыты со специальной аналитической пробиркой, разработанной в МИТ доктором Карлом Шмитцем, позволили выяснить, что активность фермента при обработке β-лактоном-7 выключается. Совокупность результатов проведенных экспериментов является достаточным основанием для дальнейшего развития новой терапевтической стратегии. По словам профессора Селло, фармацевтические компании уже сейчас могут начать разрабатывать новые лекарства от туберкулеза, используя структуру β-лактона-7 в качестве отправной точки.