Цивилизация
Устойчивость микробов к антибиотикам за последние пять лет выросла на 40%, предупреждает ВОЗ. Уже каждая шестая бактериальная инфекция в мире не поддается лечению, а ежегодное число смертей, связанных с антибиотикорезистентностью, достигает 5 млн. На этом фоне исследователи Пермского Политеха предложили решение, которое может повысить эффективность терапии — технологию сверхбыстрого разделения «зеркальных» молекул для создания новых пептидных антибиотиков, невидимых для систем защиты бактерий. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Как объяснили ученые, современные антибиотики перестают работать потому, что бактерии меняют структуру мишеней и обмениваются генами устойчивости. Пептидные антибиотики — одна из попыток обойти эти механизмы: они разрушают защитные оболочки бактерий и эффективны даже там, где привычные препараты уже бессильны. Однако и к ним микробы постепенно адаптируются, производя ферменты, способные разрушать лекарство.
Создание «зеркальных» версий известных молекул позволяет обойти эту защиту. Они похожи, как отражения в зеркале, но биологические системы различают их так же отчетливо, как мы различаем правую и левую руку. Бактерии обучены распознавать только одну из форм. Если заменить ее зеркальным аналогом, защита микроба просто не сработает.
Чтобы такие лекарства были безопасными, они должны быть строго очищены от примесей — даже малые количества «неправильных» молекул могут снижать эффективность или вызывать побочные реакции. Именно с этой задачей и столкнулись химики ПНИПУ.
В ходе экспериментов они протестировали четыре хиральных сорбента — специальные металлические колонки, способные разделять зеркальные формы молекул. Через них пропускали растворы аминокислот — строительных блоков будущих антибиотиков — и оценивали, насколько эффективно удается разделить энантиомеры.
«Taurine-QN показала низкую эффективность для большинства аминокислот. АК-56 хорошо справлялась с полярными аминокислотами — серином и аспарагиновой кислотой. Их формы обладают принципиально разным биологическим действием, поэтому точное разделение критически важно», — объяснил доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат химических наук Леонид Аснин.
Колонка Chiral WCX-WAX оказалась оптимальной для ароматических аминокислот вроде фенилаланина, который участвует в синтезе дофамина. Но наиболее универсальным решением стала колонка АК-59.
«С ее помощью нам удалось полностью разделить энантиомеры всех исследованных аминокислот. При этом время анализа не превышало 10 минут, что особенно важно для промышленного применения», — отметила одна из авторов исследования, студентка ПНИПУ Юлия Дмитриева.
По словам ученых, технология позволит существенно ускорить контроль качества лекарств и приблизит создание нового поколения пептидных антибиотиков, которые бактерии не смогут распознать. Это повысит эффективность лечения тяжелых инфекций и снизит риски нежелательных побочных эффектов.
Ранее российские ученые открыли фундаментальный закон жизнедеятельности клеток.