Все большее число бактерий проявляют устойчивость к антибиотикам. Используя инновационный подход, исследователи команды Цзунцюань Вана из Рокфеллеровского университета (Нью-Йорк) обнаружили два новых вещества, которые эффективны против многих грамположительных штаммов. Свою последнюю находку, цилагицин (cilagicin), они описали в Science.
Большинство антибиотиков получают из самих грибов или бактерий, но в лабораторных условиях трудно заставить микроорганизмы продуцировать вещество определенного кластера генов, а затем изолировать его. Поэтому ученые использовали "геномный майнинг". Сначала они исследовали геномы около 10 тыс. штаммов бактерий в поисках последовательностей генов, которые составляют основу липопептидов - подходящего средства против бактериальных инфекций.
Биологи искали в базах данных кластеры генов, способные к созданию липопептидов, эволюционно не связанные с обычными антибиотиками, и нашли их в бактерии Paenibacillus mucilaginosus, которую фермеры обычно используют для стимуляции корнеобразования. Чтобы предсказать, как может выглядеть вещество, исследователи использовали алгоритмы биоинформатики, а затем воспроизвели его с помощью химических процессов, назвав цилагицином.
Исследования в чашке Петри и на мышах показали, что с помощью этого средства можно бороться с многочисленными бактериями, включая устойчивые к антибиотикам микроорганизмы, например, энтерококки или стафилококки. Новый антибиотик нарушает строение клеточных стенок бактерий двумя различными способами, что объясняет низкий уровень развития резистентности к цилагицину.
Однако препарат может воздействовать только на грамположительные бактерии. У грамотрицательных патогенов есть еще один защитный слой, который удерживает многие лекарства. Но Ван и его команда сообщили в январе 2022 года в Nature об открытии маколацина (macolacin). Этот антибиотик, обнаруженный аналогичным методом, уничтожает несколько грамотрицательных и мультирезистентных микробов.
Использованная исследователями стратегия объединяет методы биоинформатики и синтетической биологии. Новое открытие может изменить баланс в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам. Однако еще предстоит выяснить, как резистентность новых антибиотиков будет проявляться в клинических условиях.
