Лента TH Новости Биоинженерия



Антибиотики в массы

∴ 216

Да, проблема адаптации бактерий к антибиотикам стоит ребром. Но выход есть.

1208

Биологи из Техасского университета в Остине разработали метод быстрого скрининга сотен тысяч потенциальных лекарств для борьбы с инфекциями. Эта инновация направлена на борьбу с устойчивостью бактерий к антибиотикам. Метод включает в себя проектирование бактерий и загрузка их специальными молекулами.

За 40 лет не было обнаружено ни одного нового класса антибиотиков. Многие из наиболее доступных в природе уже были найдены. А процесс создания и тестирования новых препаратов с нуля – медленный и трудоемкий. Но современная медицина продолжает с ним бороться. По данным Всемирной организации здравоохранения, антибиотики добавили около 20 лет к средней продолжительности жизни человека. Но их защитные преимущества теряются, так как бактерии развивают устойчивость.

В своем исследовании команда UT Austin во главе с Брайаном Дэвисом провела скрининг около 800 000 пептидов (аминокислоты, соединенные пептидной связью). Это было сделано, чтобы выяснить, имеют ли пептиды противомикробные эффекты.

В итоге было обнаружено несколько тысяч пептидов, способных поразить бактерии E. coli, что делает их потенциальными лидерами для антибиотиков. Последующие исследования будут необходимы, чтобы определить, какие из них действительно эффективны и безопасны для людей. Но исследователи продемонстрировали, что по крайней мере одна молекула, получившая название P7, эффективно убивает другие формы патогенных бактерий и безопасна для мышей.

С помощью метода, называемого SLAY (Surface Localized Antimicrobial Display или Поверхностно Локализованный Антимикробный Дисплей), один человек может производить сотни тысяч подобных пептидов быстрее и экономичнее, чем существующие фабрики. Брайан Дэвис хотел бы, чтобы этот метод стал стандартным инструментом в глобальной охоте за новыми антибиотиками.

Итак, что, если у нас есть тысяча людей, которые используют эту систему, чтобы создавать свои пептиды в личных интересах. Как только вы расширите проект до общества такого размера, я думаю, у вас будет больше шансов найти новый, рабочий антибиотик.Брайан Дэвис, доцент кафедры молекулярных биологических наук.

Ключевым достижением в этой работе было выяснение того, как получить бактерии для производства токсичных молекул. При этом, чтобы сами молекулы не нанесли вред тем, кто их производит.

Мы думали, что это здорово, если бактерии смогут синтезировать соединение для нас, потому что бактерии очень дешевые и легко растут. При этом они могут проверить соединение на себе и сообщить, является ли оно эффективным или нет?Брайан Дэвис, доцент кафедры молекулярных биологических наук.

Решение ученых состояло в том, чтобы генетически спроектировать правильные бактерии. А именно такие, что способны синтезировать молекулы на поверхности клетки, которая является частью пептида и имеет некий коннектор для объединения с другой молекулой. Это позволяет пептиду перемещаться и контактировать с поверхностью бактериальных клеток, как если бы он был свободно плавающим, как лекарство в вашем кровотоке. И при этом не взаимодействовал бы с другими, соседними бактериями.

Сделав это, исследователи могли затем сделать большой скачок в эффективности. Ведь механизм позволяет создавать сотни тысяч штаммов бактерий, каждый из которых генетически спроектирован, чтобы произвести немного другую версию молекулы. Разные наборы штаммов можно запаковать в одну и ту же пробирку, что обеспечит их рост. Проводя сотни тысяч экспериментов одновременно, новый метод экономит огромное количество пространства, времени и денег.

Часть этого процесса опирается на технику, разработанную Джорджем Георгиу UT Austin в 1990-х годах, которая побуждает бактерии производить белки или пептиды на их поверхностях.

Для выяснения того, какие пептиды выбивают хозяев, ученые используют секвенирование генов, чтобы определить, какие версии производятся бактериями в начале и какие производятся в конце.

Исходя из того, что P7 убивает патогены, команда теперь планирует создать тысячи вариаций этой молекулы, называемых производными, и запустить их через один и тот же процесс скрининга. Это позволит найти еще более эффективную версию.

Дэвис и его сотрудники из UT Austin подали заявки на патент для метода SLAY и для конкретных генетических последовательностей для тысяч антимикробных пептидов.

Филипп Дончев