Новые препараты не дали возбудителю туберкулеза избавиться от антибиотиков

Туберкулез стал настоящим бедствием ХХ столетия. Это инфекционное заболевание, возбудителем которого является палочка Коха, поражающая легкие человека. Успехи современной медицины позволяют выявлять и эффективно лечить туберкулез на ранних стадиях, тогда как раньше болезнь считалась непобедимой. Тем не менее, за период с 2015 по 2020 год число случаев смерти от туберкулеза во всем мире снизилось всего лишь на 9,2%. В результате пандемии COVID-19 показатели смертности также возросли, так как ухудшился доступ к лечению и профилактической терапии туберкулеза, особенно в период самоизоляции. Усугубляющим фактором стало и то, что бесконтрольный прием антибиотиков способствовал высокому уровню заболеваемости патогеном с множественной лекарственной устойчивостью.

«Одним из биохимических механизмов, обеспечивающих развитие антибиотикорезистентности, является выведение лекарства из бактериальной клетки. Отвечают за это специфические мембранные белки-насосы или эффлюксные помпы, буквально выбрасывающие опасные для возбудителя болезни молекулы. Они могут стать мишенью для эффективной борьбы с лекарственной устойчивостью», — отмечает руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Маслов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории генетики микроорганизмов Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН.

В своей новой работе ученые из ИОГен РАН (Москва), Университета Западной Капской провинции (Южная Африка), Российского университета дружбы народов (Москва) и Южно-уральского государственного университета (Челябинск) и исследовали белковые помпы непатогенной микобактерии Mycobacterium smegmatis — близкого родственника возбудителей туберкулеза.

Система эффлюкса MmpS5-MmpL5 этого микроорганизма способна откачивать основные противотуберкулезные препараты. Методами молекулярного моделирования ученые создали ее теоретическую модель и определили подходящие для ее блокирования препараты из базы антибактериальных соединений ASINEX в почти 6 000 молекул. Из 100 определенных ингибиторов были отобраны пять наилучших, которые потенциально могут хорошо выводиться из организма, а также безопасны для животных клеток. Серия экспериментов in vitro на микобактериях подтвердила эффективность двух соединений, предсказанную теоретической 3D-моделью и вычислительными расчетами.

«Мы рассчитываем, что на основе полученных результатов можно будет усовершенствовать созданную модель и отобрать больше таких молекул из баз данных Gold & Platinum ASINEX. В дальнейшем их предстоит проверить непосредственно на микобактериях туберкулеза. Результаты наших исследований найдут применение в разработке новых эффективных препаратов, способных помогать существующим противотуберкулезным лекарствам, например бедаквилину, преодолевать лекарственную устойчивость туберкулеза, обусловленную эффлюксом», — подводит итог Дмитрий Маслов.