Антибиотики широко используются во всем мире для лечения заболеваний, вызванных бактериями. Но, как отмечают Всемирная организация здравоохранения и другие международные организации, глобальный рост устойчивости к антибиотикам является быстро усугубляющейся проблемой. А поскольку антибиотики также являются неотъемлемой частью современной медицины, в качестве профилактического лечения при операциях и терапии рака, возрастающая резистентность бактерий представляет еще большую опасность.
Вот почему исследователи заняты разработкой стратегий по устранению этой угрозы для здоровья человека, и Университет Монреаля находится на переднем крае борьбы.
Один из способов распространения генов устойчивости к антибиотикам в больницах и в окружающей среде заключается в том, что гены закодированы на плазмидах, которые передаются между бактериями. Плазмида представляет собой фрагмент ДНК, обнаруженный в бактериях или дрожжах. Он несет гены, полезные для бактерий, особенно когда эти гены кодируют белки, которые могут сделать бактерии устойчивыми к антибиотикам. Теперь группа ученых из отдела биохимии и молекулярной медицины UdeM разработала новый подход к блокированию переноса генов устойчивости. Исследование Бастьена Касу, Таруна Арьи, Бенуа Бессетта и Кристиана Барона было опубликовано в начале ноября в Scientific Reports.
Библиотека молекул
Исследователи проверили библиотеку небольших химических молекул на наличие тех, которые связываются с белком TraE, важным компонентом механизма переноса плазмид. Анализ с помощью рентгеновской кристаллографии выявил точное место связывания этих молекул на TraE. Наличие точной информации о сайте связывания позволило исследователям разработать более мощные связывающие молекулы, которые, в конце концов, уменьшили передачу устойчивых к антибиотикам плазмид, несущих гены.
Барон надеется, что эту стратегию можно будет использовать для обнаружения дополнительных ингибиторов переноса устойчивых генов.
«Вы хотите иметь возможность найти «мягкое место» на белке, нацелить его и проткнуть так, чтобы белок не мог функционировать», - сказал Барон, заместитель декана медицинского факультета по исследованиям и разработкам.. «У других плазмид есть похожие белки, у некоторых другие белки, но я думаю, что ценность нашего исследования TraE заключается в том, что, зная молекулярную структуру этих белков, мы можем разработать методы подавления их функции».
Работа с IRIC
Опираясь на новые обнадеживающие данные, Барон и его коллеги в настоящее время работают с химиками-медиками из IRIC UdeM (Институт исследований в области иммунологии и рака) над созданием новых молекул в качестве мощных ингибиторов переноса генов устойчивости к антибиотикам. Такие молекулы однажды можно будет применять в клиниках и больницах, которые являются рассадниками сопротивления, надеется Бэрон.
В конечном счете, сокращение передачи устойчивых к антибиотикам плазмид может помочь сохранить действенность антибиотиков, внеся свой вклад в общую стратегию по улучшению здоровья человека, добавил он.
"Прелесть того, над чем мы здесь работаем, заключается в том, что белки очень похожи на белки, которые бактерии используют, чтобы вызывать болезни. Итак, из того, что мы узнали о белке TraE и о том, как найти его "слабое место", мы можно применить этот подход и к другим бактериям, вызывающим заболевания. Одним из них является Helicobacter pylori, желудочный патоген, вызывающий язву и рак желудка. Сейчас мы работаем конкретно над ним, но есть и много других».
Четыре года работы
Команде UdeM потребовалось четыре года, чтобы прийти к результатам, которые публикуются сейчас - достаточно времени для того, чтобы устойчивость к антибиотикам превратилась во все более тревожную глобальную проблему.
Педиатр из Удэм Джоанн Лю, международный президент организации «Врачи без границ», назвала это «цунами», и Барон считает, что она не преувеличивает.«Это очень хороший образ для использования, потому что мы все знаем, что это произойдет. Это не похоже на всплеск на ваше лицо каждый божий день, но мы все видим, что прилив нарастает.
«Говорят, что к 2050 году 50 миллионов человек умрут от инфекций, устойчивых к антибиотикам», - сказал исследователь из Торонто, выросший в Германии. «Приближается день, когда мы не сможем лечить инфекции антибиотиками. Тем не менее, у людей должна быть надежда. Наука принесет новые идеи и новые решения этой проблемы. Сейчас в мире идет большая мобилизация по этому вопросу. не сказать, что я чувствую себя в безопасности, но ясно, что мы делаем успехи."