Нова форма на антибиотик кара бактериалните клетки да се самоунищожават

За да се справят с глобалната заплаха от антибиотична резистентност, учените търсят нови начини да се промъкнат през защитната система на бактериалните клетки.

Използвайки наученото от предишно изследване на рака, изследователи от Университета в Торонто са разработили нови съединения, които предизвикват самоунищожение на бактериалните клетки.

Резултатите на екипа са публикувани в Journal of Medicinal Chemistry.

Новата форма на антибиотици е разработена така, че да е насочена към естествено срещащ се ензим - казеинолитична протеазна протеолитична субединица (ClpP накратко от английски - caseinolytic protease proteolytic subunit), който разгражда стари или дефектни протеини и играе съществена роля в поддържането на клетъчния контрол.

Новото съединение раздвижва ензима ClpP, който започва да разгражда белтъци, които не трябва да разгражда, и в крайна сметка убива собствената си клетка отвътре навън.

"Повечето антибиотици потискат даден процес", обяснява д-р Уалид А. Хури (Walid A. Houry), професор по биохимия в Университета в Торонто. "С този подход ние нарушаваме регулацията на даден процес и това ни позволява да разработим този нов клас съединения, които в крайна сметка се надяваме да влязат в клиничната практика."

"Оказва се, че [ензимът], който присъства в раковите клетки, присъства и в бактериите. За този проект трудното нещо бе да се опитаме да намерим начин да засегнем бактериалния ClpP, но не и човешкия ClpP", добавя Хури.

Credit: Canadian Light Source

Канадският ускорителен комплекс CLS (Canadian Light Source), източник на синхротронно излъчване в Канада на територията на Университета Саскачеван, позволява на екипа на Хури да визуализира структурните разлики между човешкия и бактериалния ClpP и да разбере как се държат новите им съединения, когато атакуват ClpP. Екипът се възползва от малките структурни разлики между човешките и бактериалните ензими, за да разработи съединения, които могат да се насочат към вредните бактерии, без да увреждат човешките клетки.

Този нов подход към антибиотиците, твърди Хури, има голям потенциал за лечение на бактериални инфекции като менингит и гонорея.

Справка: Funing Lin et al, Structure-Based Design and Development of Phosphine Oxides as a Novel Chemotype for Antibiotics that Dysregulate Bacterial ClpP Proteases, Journal of Medicinal Chemistry (2024). DOI: 10.1021/acs.jmedchem.4c00773

Източник: Team develops promising new form of antibiotic that makes bacterial cells self-destruct, Nada Salem, Canadian Light Source