Новий потужний антибіотик із Streptomyces coelicolor: прорив у боротьбі з антимікробною резистентністю

Антимікробна резистентність залишається однією з найгостріших проблем сучасної медицини, а недостатня кількість нових антибіотиків у стадії розробки створює значні труднощі для систем охорони здоров’я. Згідно з недавнім звітом Всесвітньої організації охорони здоров’я, pipeline нових антибактеріальних препаратів є недостатнім, а відсутність комерційних стимулів стримує інновації у цій сфері. Саме тому кожне нове відкриття природних сполук із високою антимікробною активністю має стратегічне значення.

Одним із таких відкриттів став новий антибіотикний проміжний метаболіт, ідентифікований у добре відомої ґрунтової бактерії Streptomyces coelicolor A3 — організму-моделі, який з 1950-х років активно використовується для вивчення біосинтезу природних антибіотиків.

Згідно з результатами дослідження, опублікованого в журналі American Chemical Society, вчені виявили нову сполуку — пре-метиленоміцин С лактон — проміжний продукт у біосинтезі метиленоміцину А, що демонструє значно вищу антимікробну активність проти грампозитивних патогенів.

Метиленоміцини — антибіотичні циклопентанонові похідні, що виробляються Streptomyces coelicolor. Вони активні проти грамнегативних та грампозитивних бактерій, однак їхня потужність є обмеженою порівняно з сучасними потребами боротьби з високорезистентними збудниками.

Однією із ключових цілей роботи було дослідити, чи мають проміжні метаболіти біосинтетичного шляху метиленоміцину А потенційно вищу активність, ніж фінальний продукт. Для цього дослідники видалили окремі гени біосинтетичного кластера та проаналізували утворення нових сполук.

Ключові результати: відкриття пре-метиленоміцину С лактону

Після цілеспрямованої модифікації біосинтетичних генів було ідентифіковано два раніше невідомих проміжних метаболіти. Один із них — пре-метиленоміцин С лактон — продемонстрував надзвичайно високу антимікробну активність проти грампозитивних патогенів, значно перевищуючи ефективність вихідного метиленоміцину А.

Порівняльні характеристики:

• пре-метиленоміцин С лактон виявився більш ніж у 100 разів активнішим, ніж метиленоміцин А;
• показав високу активність проти Staphylococcus aureus (включно зі штамами MRSA) та Enterococcus faecium (включно з VRE);
• не продемонстрував формування резистентності в умовах, коли Enterococcus стійкий до ванкоміцину, що є надзвичайно значущим для клінічної практики.

Цей результат є особливо важливим з огляду на те, що ванкоміцин належить до препаратів «останньої лінії» при лікуванні резистентних

Біологічні та еволюційні аспекти

Виявлення такої активної сполуки у добре дослідженого виду S. coelicolor стало несподіванкою. Дослідники припускають, що бактерія спершу еволюційно виробляла потужний антибіотик-проміжний продукт, але згодом модифікувала його у слабший кінцевий метаболіт, який може виконувати іншу роль у її біології або екологічних взаємодіях.

Це відкриття дозволяє розглянути нову концепцію: не лише фінальні продукти біосинтезу можуть мати терапевтичну цінність, але й проміжні метаболіти можуть виявитися потужнішими та перспективнішими антибактеріальними засобами.

Перспективи клінічного застосування

Після аналізу природного продукту дослідникам вдалося розробити масштабований синтетичний шлях отримання пре-метиленоміцин С лактону, що відкриває можливість для проведення доклінічних випробувань.

У подальших дослідженнях необхідно оцінити:

• токсикологічний профіль;
• фармакокінетику та фармакодинаміку;
• можливість клінічного використання проти резистентних патогенів;
• потенціал комбінованої терапії.

Значення відкриття

Це дослідження має потенціал змінити підхід до розробки антибіотиків. Виявлення високоактивних проміжних метаболітів у звичних природних синтетичних шляхах може стати новою стратегією для пошуку антибактеріальних засобів у епоху зростання антимікробної резистентності.

Підхід, що базується на ідентифікації та тестуванні проміжних продуктів природного біосинтезу, може стати ключем до створення нових молекул з високою ефективністю та низькою ймовірністю розвитку резистентності.

ДЖЕРЕЛО: genengnews

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.