Фабимицин — новый антибиотик, за которым будущее

На протяжении многих десятилетий на планете Земля идёт беспрерывная борьба человека с опасными бактериями. Наш противник невероятно силён, и его преимущество состоит в способности быстро эволюционировать, приспосабливаясь к воздействию лекарственных препаратов. Но, похоже, сегодня борьба с возбудителями инфекций обретает новый виток!

 

Особую опасность для человека представляют так называемые грамотрицательные бактерии, чьи клетки отличаются плотной наружной мембраной и эффективными механизмами выведения лекарственных веществ. Если против грамположительных микроорганизмов в последнее время успешно разрабатывались новые лекарства, то для уничтожения грамотрицательных бактерий новых действенных средств не появлялось уже в течение полувека!

Особенно тревожным звоночком это делает тот факт, что именно к грамотрицательным микроорганизмам относятся наиболее распространённые и опасные устойчивые к лекарствам возбудители инфекций, ответственные, например, за смертельные случаи пневмонии и заболеваний крови.

Однако, совсем недавно сотрудники Университета штата Иллинойс (США) представили перспективное открытие, которое может вывести на новый уровень борьбу с устойчивой грамотрицательной заразой. Их экспериментальный антибиотик, получивший название "фабимицин", оказался эффективным против более 200 культур устойчивых к лекарствам вредоносных микроорганизмов разных видов!

Благодаря особой структуре фабимицин смог успешно пройти сквозь защитную оболочку грамотрицательных бактерий и избежать попадания под воздействие клеточных выводящих механизмов, что позволило молекулам антибиотика эффективно накапливаться внутри бактериальной клетки, разрушая микроорганизм изнутри.

При этом, что особенно важно, фабимицин способен действовать выборочно, оставляя нетронутыми полезные бактерии, не возбуждающие инфекцию. Как известно, неразборчивым уничтожением всего на своём пути (включая жизненно важные микроорганизмы) "грешат" многие современные антибиотики, что провоцирует неприятные побочные эффекты при их употреблении.

Разработка антибиотика началась с поиска "слабого места" опасных бактерий, по которому мог бы ударить новый лекарственный препарат. Таковым американцы избрали фермент FabI, который отвечает за синтез жирных кислот в бактериальной клетке.

За основу нового лекарства учёные взяли уже существующий ингибитор (блокирующее вещество) фермента FabI с рабочим названием Debio-1452. В данное время это вещество, названное "афабицин", проходит клинические испытания как лекарство против инфекций, вызываемых золотистым стафилококком. Но непосредственно этот препарат против грамотрицательных бактерий не имеет силы, так как не способен в достаточной концентрации накапливаться внутри их клеток. Поэтому было решено это вещество слегка модифицировать.

 

Воспользовавшись помощью коллег из Института Броуда и Армейского научно-исследовательского института имени Уолтера Рида, учёные в результате долгих изысканий получили различные виды препаратов. Наиболее эффективным из них оказалось вещество, которое успешно показало себя в борьбе не только против штаммов таких опасных грамотрицательных бактерий, как кишечная палочка и клебсиелла пневмонии, но и даже против пресловутого грамположительного золотистого стафилококка.

Именно точечное воздействие на фермент FabI вредоносных бактерий позволило избежать побочного воздействия фабимицина на полезные бактерии, обитающие в организме: в их клетках данный фермент имеет другую форму.

Также в ходе дополнительного исследования по выявлению мутаций у атакованных препаратом бактерий учёные выяснили, что у пресловутых "подопытных" — например, кишечной палочки и золотистого стафилококка — устойчивость к фабимицину развивается крайне слабо. И эти результаты обнадёживают: антибиотик действительно может оказаться крайне перспективным.

Не обошли стороной исследователи и возможное побочное воздействие нового препарата на организм человека. Фабимицин успешно прошёл и это испытание: он оказался малотоксичным для клеток кожи, лёгких и печени человека и не вызывал разрушения красных кровяных клеток даже при высокой концентрации.

Для испытаний фабимицина на живых организмах в качестве подопытных выбрали мышей, как это ни печально, предварительно заражённых инфекцией мочевыводящих путей. Лекарство животным вводили внутривенно в дозах 33,3 мг/кг три раза в день. Спустя неделю после заражения учёные проанализировали результаты лечения.

Оказалось, что новый антибиотик существенно сократил количество опасных бактерий в различных органах животных, практически не уступая в результатах уже существующему антибиотику колистину. Кроме этого, учёные отметили, что подопытные животные, в целом, хорошо переносили воздействие препарата.

У учёных есть ещё одна новость — и она одновременно и хорошая, и плохая. В ходе исследований выяснилось, что фабимицин очень стабилен в плазме крови крыс и человека, но гораздо менее устойчив в плазме крови мышей. Это, с одной стороны, делает препарат очень перспективным как будущее человеческое лекарство, но, с другой стороны, явно осложняет процесс проходящих сейчас клинических испытаний — ведь они проводятся именно на мышах.

 

Результаты исследования с подробным описанием проведённых экспериментов и результатами испытаний были опубликованы в научном издании "ACS Central Science".

Напоследок учёные успели позаботиться и о будущем внедрении фабимицина в массовое производство, продумав максимально удобный и продуктивный способ химического синтеза нового вещества.

Открытие нового антибиотика, способного спасти тысячи жизней, — важный прорыв в истории современной науки. Если клинические испытания мощного препарата пройдут успешно, фабимицин может стать ценным оружием в борьбе с нашим микроскопическим, но невероятно хитрым и приспосабливающимся противником.