В России создается уникальная система поиска новых антибиотиков

В МГУ разрабатывают систему для поиска новых антибиотиков

Химики из МГУ занялись созданием системы для поиска новых антибиотиков, которая в будущем должна позволить найти новые эффективные лекарства.

Как правило, стандартная схема поиска новых антибиотиков начинается с проверки антибактериальной активности вещества-кандидата, и в случае если вещество способно бороться с бактериями, то ученые начинают изучение механизма его действия. Данный процесс является довольно сложным и длительным, однако без понимания работы нового антибиотика зарегистрировать его невозможно.

Разрабатываемая в МГУ система, по словам ученых, будет более универсальной и удобной. Она позволит на этапе первичного скрининга понять, каким образом активное вещество взаимодействует с мишенью.

В основе системы лежит созданный учеными репортерный штамм - природная конструкция, которая способна распознавать остановку рибосомы (движущаяся по РНК молекулярная машинка, синтезирующая белок).

По словам ученых, в природе рибосома останавливается тогда, когда ей не хватает конкретной аминокислоты. Ученые генетически модифицировали ее — это привело к тому, что она стала всегда быстро двигаться, а исключение составляют случаи, когда ее блокирует какой-то антибиотик. Таким образом, говорят исследователи, система на базе репортерного штамма будет реагировать на все вещества, останавливающие эту белоксинтезирующую машинку. Это должно значительно упростить процесс поиска механизма действия антибиотика, так как фактически он запускается вместе с процессом скрининга активных веществ.

Для визуализации работы системы было решено использовать репортерные гены флуоресцентных белков, которые подсвечивают зеленоватым светом ореол вокруг зоны, в которой клетки бактерии умерли от антибиотика. Это позволяет довольно легко анализировать процесс взаимодействия «палача» и «жертвы» и не требует дополнительных реактивов, за исключением необходимых для выращивания бактерий.

Физическим местом взаимодействия антибактериальных веществ и бактерий служат ячейки на поверхности агара, а для тестирования одновременно множества потенциальных антибиотиков используется робот, который единовременно выполняет серию одинаковых операций.

Как ожидается, в рамках работы будет проверено порядка 10 тысяч химически синтезированных соединений, подобранных, в основном, при помощи компьютерных предсказаний (по умению связываться с участками РНК). Их поставками займется Центр высоких технологий ХИМРАР, который выступает в проекте в качестве индустриального партнера.

Чашка со штаммом-репортером. Черные круги – зона ингибирования (бактерии умерли) Вокруг зоны ингибирования – зона индукции репортерного штамма (появляется флюоресцентный белок CER). Фото с сайта strf.ru

Результатом проекта, как ожидается, должно стать появление новой проверенной системы поиска антибиотиков, которая значительно сократит путь разработки новых антибактериальных препаратов.

По словам ученых, в настоящее время в мире уже существуют подобные сенсоры, однако в них применяют регуляторные системы, чувствительные к определенному классу уже известных антибиотиков. Российские же ученые решили создать систему, которая позволит найти принципиально новое соединение, способное оказаться первым в новом классе антибиотиков. В этом смысле аналогов разработки за рубежом на сегодняшний день нет.

Авторы проекта считают, что в перспективе у человечества будет возрастать потребность в новых антибиотиках. На сегодняшний день они достаточно хорошо справляются с бактериальными инфекциями, однако с каждым годом количество устойчивых к ним штаммов бактерий увеличивается и не исключено, что может произойти так, что в будущем имеющиеся средства не смогут с ними справиться.

Подготовлено по материалам «Наука и технологии России».