Устойчивость к антибиотикам — глобальная проблема здравоохранения
Проблема антибиотикорезистентности названа Всемирной организацией здравоохранения одной из наибольших угроз общественному здоровью, что определяет острую необходимость поиска новых антибактериальных препаратов для преодоления роста бактериальной устойчивости во всем мире. В новом исследовании, опубликованном в журнале «Communications Biology» 15 апреля 2019 г., ученые Медицинского колледжа Герберта Вертхайма Флоридского международного университета (Florida International University’s Herbert Wertheim College of Medicine), США, представили новый антибиотик широкого спектра действия на основе мышьяка. Действующее вещество — арсинотрицин — представляет собой естественный продукт синтеза почвенных бактерий, обладает широким спектром антибактериальной активности и является первым и единственным известным природным антибиотиком, содержащим мышьяк.
Мышьяк: яд и лекарство
Мышьяк — один из наиболее распространенных токсичных микроэлементов окружающей среды. Несмотря на это, в серии экспериментов на клеточных культурах токсичность вновь разработанного лекарственного соединения по отношению к клеткам крови человека была опровергнута. Более того, объясняя значимость работы, авторы подчеркнули, что применение мышьяка в качестве противомикробного и противоопухолевого средства достаточно известно в истории медицины. Так, в 1908 г. Паулю Эрлиху была присуждена Нобелевская премия по медицине за разработку препарата в лечении сифилиса на основе мышьяка. В настоящее время мышьяк применяется в терапии ряда тропических болезней, в профилактике инфекционных заболеваний у домашних птиц и в качестве химиотерапевтического лечения пациентов с лейкемией.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention), США, около 23 тыс. человек в США ежегодно погибают по причине инфицирования резистентными к терапии штаммами бактерий. По данным ВОЗ, терапия все большего числа инфекционных заболеваний, в том числе пневмонии, туберкулеза, гонореи и сальмонеллеза, становится неэффективной в условиях повышения антибиотикорезистентности. В ходе представленного исследования была обоснована эффективность нового антибактериального соединения в отношении ряда наиболее распространенных патогенов, включая Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Mycobacterium bovis. В частности, установлено, что арсинотрицин, непротеиногенный аналог глутамата, оказывающий ингибирующее влияние на глутаминсинтетазу, является эффективным антибиотиком широкого спектра действия как в отношении грамположительных, так и грамотрицательных микроорганизмов. Это позволяет предположить, что в ходе эволюционных процессов почвенные бактерии развили способность использовать распространенный в окружающей среде токсичный микроэлемент для синтеза достаточно мощного противомикробного соединения.
Клинические перспективы
Разработка каждого нового антибактериального препарата неизбежно влечет за собой развитие устойчивости. Однако исследователи акцентировали внимание на том, что ген arsN1, широко распространенный в оперонах устойчивости к мышьяку, формирует избирательную резистентность к арсинотрицину путем ацетилирования α-аминогруппы. Таким образом, по словам авторов, активность кристаллических структур N-ацетилтрансферазы ArsN1 — с арсинотрицином или без него — могла бы объяснить механизм селективности действия в отношении субстрата. В целом же полученные результаты открывают широкие перспективы разработки нового класса биологических противомикробных препаратов — ингибиторов ArsN1.
Тем не менее авторы работы отметили необходимость дальнейших исследований, позволяющих наиболее точно оценить соотношение эффективности и безопасности терапевтического применения нового антибактериального соединения у животных и человека. Кроме того, исследователи сосредоточены на подготовке химического вещества к последующей трансформации для разработки лекарственного препарата на его основе. Несмотря на то что более 90% потенциальных фармакологических препаратов в итоге не проходят клинических исследований, ученые все же сохраняют надежду на успех клинической эффективности нового антибактериального препарата.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, Viber-сообщество, Instagram, страничку Facebook, а также Twitter, чтобы первыми получать самые свежие и актуальные новости из мира медицины.
- Florida International University (2019) New arsenic-based broad-spectrum antibiotic. ScienceDaily, Apr. 16.
- Nadar V.S., Chen J., Dheeman D.S. et al. (2019) Arsinothricin, an arsenic-containing non-proteinogenic amino acid analog of glutamate, is a broad-spectrum antibiotic. Commun. Biol., Apr. 15. DOI: 10.1038/s42003-019-0365-y.
Наталья Савельева-Кулик
