Будущие лекарства выведут из строя «белки-насосы» возбудителя туберкулеза

Ученые из Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН, Российского университета дружбы народов и Южно-уральского государственного университета совместно с коллегами из Университета Западной Капской провинции (ЮАР) предложили препараты, которые блокируют белки-насосы бактерий, способные буквально выбрасывать лекарство из клетки. Хотя сами эти вещества не являются антибиотиками, они помогут победить устойчивость патогенных микроорганизмов к существующим антибиотикам. В частности, исследование вносит значительный вклад в создание препаратов против штаммов туберкулеза с лекарственной устойчивостью. Работы выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (РНФ). Результаты исследования опубликованы в журнале Biomedicines, кратко о них сообщила пресс-служба РНФ.

Борьбу с туберкулезом осложняет то, что бесконтрольный прием антибиотиков способствует распространению штаммов возбудителя туберкулеза, устойчивых к лекарственным препаратам. «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», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Маслов, старший научный сотрудник лаборатории генетики микроорганизмов ИОГен РАН.

Результат молекулярного моделирования эффлюксной помпы с двумя наиболее эффективными ингибиторами. Shahbaaz et al./Biomedicines, 2022

В нынешней работы были исследованы 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 модель и определили подходящие для ее блокирования препараты из базы антибактериальных соединений ASINEX. Из ста потенциальных ингибиторов были отобраны пять наилучших, которые 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 & PlatinumASINEX. 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.