Исследование мембранных молекул позволит создать новые антибиотики для лечения туберкулеза (ТБ).
Туберкулез конкурирует с COVID-19 как крупнейшее инфекционное заболевание, убивающее людей, ежегодно унося миллионы жизней. Новаторские исследования университетов Уорвика и Тулузы определили новый метод, который поможет решить эту глобальную проблему.
Туберкулез вызывается возбудителем Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Эта бактерия имеет особенно сложную клеточную оболочку, которая действует как физический барьер для антибиотиков, что делает ее чрезвычайно трудной для лечения. Мембрана в основном состоит из гликолипидных фосфатидил-миоинозитолманнозидов (PIM), но мало что известно об этих липидах, и их роль остается неизученной.
Используя свою компьютерную модель, исследователи показали, как конкретный антибиотик, бедаквилин, взаимодействует со своей мишенью на молекулярном уровне. Это показывает уровень детализации, который ранее не мог наблюдаться, и может иметь решающее значение для разработки новых и улучшенных противотуберкулезных препаратов для лечения 10 миллионов новых инфекций, возникающих каждый год. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Челси Браун, доктор из Уорикского университет отметил, что в новом исследовании ученые смоделировали самую внутреннюю часть этой клеточной оболочки PIM. Это позволило увидеть, как антибиотики проходят через мембрану и взаимодействуют с ней. Это дало уверенность в том, что созданная модель может быть использована для выявления новых антибиотиков.
Поскольку в самих бактериальных клетках есть много мишеней для лекарств, наше исследование расширит знания о том, как фармацевтические препараты могут проникать через мембраны и оказывать свое влияние. Это еще больше повысит эффективность лекарств. Кроме того, оно также поможет ученым понять, почему туберкулез становится устойчивым к антибиотикам — серьезная проблема современной медицины,заявил Браун.
Это исследование является одним из первых, проведенных Центром сэра Говарда Далтона Уорикского университета, сетью ученых, изучающих новые лекарства, нацеленные на устойчивые микробы, которая была запущена в октябре 2022 года.
В свою очередь профессор Филлип Стэнсфелд, содиректор Центра сэра Говарда Далтона, сообщает, что на сегодняшний день сохраняется острая необходимость в улучшении исследований туберкулеза, но эта область очень сложна отчасти из-за слабого понимания барьеров, препятствующих попаданию лекарств к бактериям.
Расшифровка молекулярной организации клеточных мембран остается фундаментальной проблемой для исследователей в этой области, но наше исследование приближает нас на один шаг к пониманию этой проблемы. В будущем мы надеемся узнать больше о мутациях в бактериальных генах, которые приводят к устойчивости к антибиотикам,сказал Стэнсфелд.
Исследователь Матье Шавен из Университета Тулузы отмечает, что новое исследование демонстрирует, как за последние несколько лет развилась область моделирования молекулярной динамики. Теперь стало возможным создавать очень сложные и точные модели биологически значимых мембран. В дальнейшем ученые намерены смоделировать всю микобактериальную оболочку.
