Найден переключатель, который ослабит защиту супербактерий
К 2050 году устойчивые к антибиотикам супербактерии смогут убивать 10 миллионов человек в год — больше, чем все виды рака вместе взятые. Такой прогноз дает ВОЗ. Ученые ищут способы обезвредить эти бактерии, и команда из Делавэрского университета нашла ключевую мишень — молекулярный переключатель, помогающий бактериям переживать атаку антибиотиков. Исследование опубликовано в журнале Structure. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
Переключатель — это бактериальный фермент GdpP, который встречается у самых опасных патогенов, включая MRSA. Ученые под руководством Виджая Парашара, адъюнкт-профессора медицинских и молекулярных наук Университета Делавэра, с помощью криоэлектронной микроскопии поймали фермент в трех разных формах. Ключевой момент — переход из состояния «включено» в состояние «выключено». Раньше такие исследования были невозможны: образцы отправляли в Питтсбург и Penn State.
Работа фермента связана с небольшой молекулой c-di-AMP, которая служит химическим посланником. Когда бактерия испытывает стресс от антибиотика, эта молекула приказывает клетке укрепить защиту. Если заблокировать GdpP, сообщение перестает расщепляться, и бактерия буквально захлебывается собственным сигналом тревоги. Тогда существующий антибиотик может уничтожить ее без дополнительных усилий.
Антибиотики служат человечеству почти век: пенициллин открыли в 1928 году. Уже через 12 лет появился MRSA — еще до того, как пенициллин стал широко доступен. Теперь исследователи предлагают не искать новые антибиотики, а создавать препараты-помощники, которые отключают защиту бактерий. Это может продлить жизнь уже существующим лекарствам.
Открытие может пригодиться и в онкологии. Как объясняет соавтор исследования Мона Батиш, адъюнкт-профессор медицинских и молекулярных наук, на основе GdpP можно создавать молекулы, повышающие уровень c-di-AMP. В паре с иммунотерапией это поможет иммунной системе увидеть «холодные» опухоли и атаковать их. Сейчас команда продолжает изучение структуры фермента, чтобы найти молекулы, которые смогут управлять переключателем.
Исследование стало одной из первых рецензируемых работ по крио-ЭМ, полностью выполненных в Университете Делавэра. Данные собрали в лаборатории биоструктурной молекулярной физики при Брукхейвенской национальной лаборатории, а анализ изображений провели в самом университете. Среди авторов — студент Лейф Бодди, который планирует стать врачом; он отмечает, что для врачей важно следить за новыми исследованиями. Теперь, когда структура переключателя известна, исследователи могут разрабатывать молекулы, которые его блокируют. Это позволит существующим антибиотикам эффективнее уничтожать бактерии, а иммунотерапии — бороться с опухолями.
