Сотрудники лаборатории молекулярной биологии и биохимии Первого МГМУ имени И.М. Сеченова вместе с коллегами из Индии, Южной Африки и Бразилии участвуют в поиске новых антимикробных препаратов, способных преодолевать множественную лекарственную устойчивость бактерий.

Масштабный международный проект стран-партнеров стартовал в 2022 году. Финансирование исследования осуществляется в рамках программы «Многостороннее совместное научно-техническое сотрудничество БРИКС – 2021». Конечная цель проекта – разработка препаратов против резистентных бактерий, включенных ВОЗ в список критически приоритетных возбудителей заболеваний. Речь идет о микобактерии туберкулеза, а также частых возбудителях внутрибольничных инфекций – кишечной палочке, клебсиелле пневмонии, золотистом стафилококке и синегнойной палочке. Первые результаты работы наших ученых уже получены. 

Глобальная угроза

«Золотым веком» антибактериальных препаратов считаются 50–60-е годы прошлого столетия, когда ученые открыли большое количество таких лекарств. Однако с тех пор новые эффективные препараты появлялись не так часто. В последний раз новый класс антибиотиков – фторхинолоны – был введен в практику в 80-е годы прошлого века. С тех пор в арсенале врачей, увы, почти ничего нового не появилось. Зато появились устойчивые к существующим лекарствам микроорганизмы. Причем в последние годы их количество значительно увеличилось.

Особую опасность сегодня представляют штаммы микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью. Эта проблема настолько актуальна, что ученые иногда даже говорят об окончании «эры антибиотиков» и о вступлении в новую реальность, где человек снова становится беззащитным перед бактериями. По оценкам экспертов ВОЗ, уже сегодня из-за инфекций, вызванных устойчивыми штаммами, ежегодно умирают сотни тысяч человек. Ожидается, что к 2050 году это число может увеличиться до 10​ миллионов.

Разработкой новых антибиотиков сегодня занимаются исследователи во всем мире. Одно из перспективных направлений – поиск биологически активных соединений в лекарственных растениях.

Международная команда

В 2022 году стартовал проект, направленный на разработку новых антибиотиков, финансируемый в рамках программы БРИКС. В нем участвуют и сотрудники лаборатории молекулярной биологии и биохимии Сеченовского Университета. С российской стороны проект возглавляет директор Института молекулярной медицины Первого МГМУ имени И.М. Сеченова, доктор биологических наук, профессор Андрей Замятнин. Как рассказала одна из исполнительниц проекта, старший научный сотрудник лаборатории Лариса Икрянникова, инициатором международного исследования стала команда ученых из Индии. С помощью компьютерного моделирования им удалось найти несколько бактериальных белков, которые играют важную роль во взаимодействии патогена с хозяином, а следовательно, могут быть потенциальной мишенью для действия антимикробных препаратов. Помимо этого, индийские ученые также предположили, что эффективными препаратами для воздействия на новые мишени могли бы стать соединения, которые содержатся в растениях рода Piper (перечных) – ​ эвгенилацетат, хлорогеновая кислота, пинорезинол и другие.

Пилотные исследования индийской команды перешли на новый этап, когда к проекту присоединились научные группы из России, Бразилии и Южной Африки. У каждой команды – своя задача. Так, ученые из Индии оценивают антибактериальные свойства соединений по отношению к устойчивым штаммам золотистого стафилококка и синегнойной палочки. Аналогичную задачу, но уже со штаммами микобактерии туберкулеза, выполняют ученые из Южной Африки. Российская команда работает со штаммами кишечной палочки и клебсиеллы пневмонии. А бразильские исследователи должны будут определить кристаллическую структуру новых белковых мишеней и комплексов белка-мишени с потенциальным антимикробным агентом.

​«За год участия в проекте мы провели работу по оценке бактерицидной активности наших новых соединений и получили достаточно интересные результаты, – рассказала Лариса Икрянникова. ​ – Нам удалось экспериментально подтвердить, что отдельные соединения действительно проявляют значительную ингибирующую активность. В этом плане наша команда в настоящий момент даже несколько опережает ученых из других стран. Это стало возможным в том числе благодаря наличию у нас прекрасной коллекции хорошо охарактеризованных мультирезистентных штаммов энтеробактерий. Эту коллекцию нам предоставили коллеги из Смоленского НИИ антимикробной химиотерапии, за что мы им очень благодарны».

В международном проекте принимают участие и студенты Первого МГМУ имени Сеченова. Например, бакалавр направления «биотехнология» Дарья Белых, присоединившаяся к исследованию в сентябре прошлого года. Работа, которую она выполняет, требует точности, аккуратности, внимательности и соблюдения всех требований техники безопасности.

«Мы работаем со множеством штаммов, очень много надо вручную делать, – рассказала Дарья Белых. – Но это увлекательный процесс. Участие в таком масштабном международном проекте – это огромная ответственность и большая честь».​

После того как научные группы стран-партнеров оценят и подтвердят антимикробный потенциал исследуемых соединений, им предстоит определить белки-мишени их действия в бактериальной клетке. Затем соединения, показавшие наибольшую эффективность против устойчивых патогенов, оптимизируют с помощью методов математического моделирования. Это важно, чтобы достичь лучших параметров взаимодействия с потенциальной мишенью. Наиболее успешные структуры синтезируют в химической лаборатории одной из стран-участников и оценят их потенциал in vitro и in vivo на лабораторных животных. А конечная цель проекта – разработка прототипа нового антибиотика широкого спектра действия, который будет эффективен против самых устойчивых к лекарствам бактерий.