Разработан быстрый способ поиска новых антибиотиков
Чт, 14 Нояб 2019
80
Разработан быстрый способ поиска новых антибиотиков

Российские ученые выявили новый перспективный класс антибиотиков. Изучив более 125 тысяч молекул, группа исследователей показала, что производные 2-пиразол-1-ил-тиазолов обладают антибактериальной активностью. Одно из найденных веществ не проявляет цитотоксического эффекта и может быть использовано в качестве прототипа для дальнейшего изучения. Работа опубликована в The Journal of Antibiotics. 

Антибиотики являются одним из ключевых открытий ХХ века, без которых сложно представить современную жизнь. Однако постоянное возникновение резистентных (устойчивых ко многим антибиотикам) штаммов бактерий приводит к необходимости постоянной разработки новых лекарств. В настоящее время новые исследования могут занимать годы, и их проведение становится нерентабельным для фармацевтических компаний. Поэтому необходима разработка современных методов поиска антибиотиков нового класса.

Анастасия Аладинская, один из соавторов работы, научный сотрудник лаборатории медицинской химии и биоинформатики МФТИ говорит: «Разработка новых антибактериальных препаратов, способных преодолевать резистентность современных клинически-значимых штаммов бактерий, представляет большой научный и социальный интерес. Стратегия разработки новых антибактериальных препаратов в большой степени направлена на поиск структурных аналогов в рамках химических классов известных антибиотиков. Однако мы полагаем, что более эффективным подходом для поиска антибактериальных препаратов является открытие соединений новых хемотипов».

Учеными из МФТИ совместно с коллегами из Сколтеха, МГУ и Института биохимии и генетики РАН (Уфа) был разработан и использован полуавтоматический метод анализа. В его основе лежит контроль жизнедеятельности бактерий, наглядно показывающий механизм действия веществ. Бактерии можно уничтожать разными способами — в данном случае проверялось либо нарушение генетического материала (то есть ДНК), либо блокирование синтеза белка. Сам метод анализа достаточно прост и может быть автоматизирован, что позволило в рамках работы изучить более 125 тысяч веществ. В качестве модельного объекта использовался штамм кишечной палочки, не обладающий резистентностью. 

«Наша лаборатория на Физтехе совместно с коллегами провела высокопроизводительный скрининг библиотек малых молекул с целью обнаружить структурно разнообразные соединения с антибактериальной активностью. В основе скрининговой платформы лежит уникальный описанный ранее метод определения механизма действия антибиотиков. В процессе работы нам удалось обнаружить класс малых молекул, производных 2-пиразол-1-ил-тиазола, продемонстрировавших способность подавлять жизнедеятельность штамма delta TolC Escherichia coli. Результаты опубликованной работы являются отправной точкой для дальнейших исследований этого хемотипа, в том числе дальнейшей структурной оптимизации», — рассказала Анастасия Аладинская.

В ходе работы было показано, что 688 веществ обладают выраженной антибактериальной активностью. В 38 молекулах была найдена одинаковая подструктурая 2-пиразол-1-ил-тиазол группа, на основании чего исследователи предположили значимость этого класса соединений. Примечательно, что данное свойство была показано впервые. В результате учеными было отобрано восемь веществ-ингибиторов синтеза белка, для которых дополнительно была проверена клеточная токсичность. Одно вещество по соотношению антибактериальных и цитостатических свойств оказалось оптимальным.

Таким образом, благодаря новой методике, позволяющей быстро и эффективно проверить огромное количество веществ, был выявлен потенциально новый класс соединений с антибактериальными свойствами. В будущем планируется исследование свойств данных молекул в изучении уже резистентных штаммов.

Лаборатория медицинской химии и биоинформатики МФТИ под руководством Яна Иваненкова занимается разработкой новых малых лекарственных молекул с применением передовых методов хемо- и биоинформатики. Это одна из немногих российских лабораторий, которая принимает непосредственное активное участие в разработке инновационных лекарственных молекул. Некоторые соединения на данном этапе проходят клинические испытания, в том числе в США. Несколько молекул проходят доклинические исследования, в частности, новые ингибиторы трансляции прокариот (антибактериальные лекарственные молекулы), разработанные совместно с Институтом Физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского, и DHMEQ. Отдельное направление в научно-исследовательской деятельности лаборатории — разработка специализированных математических алгоритмов и компьютерных программ в области медицинской химии и хемоинформатики. На сегодня созданы 6 уникальных компьютерных программ, способных решать различные задачи в указанных областях. Заказчиками научных исследований является ряд крупных мировых фармацевтических компаний, включая ChemDiv, Novartis, Sanofi, Merck, Bayer, Pfizer и Takeda.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и Министерства науки и высшего образования.

Источник: mipt.ru

Рекомендуемые новости

Новости

Последние
Последние Топ за неделю Топ за месяц Топ за все время
Архив Новостей