Российские исследователи придумали более быстрый метод обнаружения антибиотиков

Исследователи обнаруживают ключевую роль бактериального пола в эволюции микробиома млекопитающих
        

Российские биохимики определили новый многообещающий класс антибиотиков. Изучив более 125 000 молекул, они обнаружили, что производные 2-пиразол-1-илтиазола проявляют антибактериальные свойства. Одно из обнаруженных соединений продемонстрировало хорошую активность и низкую цитотоксичность, и, таким образом, может служить прототипом в дальнейших исследованиях. Статья была опубликована в Журнал антибиотиков .

Разработка антибиотиков является одним из ключевых открытий 20-го века. Сегодняшний мир почти невообразим без них. Однако рост устойчивости к антибиотикам у бактерий, то есть их приобретенная способность противостоять воздействию лекарств, создает постоянную потребность в новых лекарствах. Новые исследования могут занять годы и, следовательно, становятся убыточными для фармацевтических компаний. Вот почему новые методы для открытия новых классов антибиотиков имеют важное значение.

Разработка новых антибактериальных препаратов, предназначенных для преодоления устойчивости клинически важных штаммов бактерий, вызвала значительный научный и социальный интерес. Однако этот процесс в основном сфокусирован на выявлении структурных аналогов в рамках уже известных классов антибиотиков. Мы, напротив, считаем, что обнаружение новых хемотипов более эффективно при поиске антибактериальных препаратов ».

Анастасия Аладинская, научный сотрудник лаборатории медицинской химии и биоинформатики, Московский физико-технический институт (МФТИ) и соавтор исследования

Исследователи из МФТИ и их коллеги из Сколтеха, Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Института биохимии и генетики Российской академии наук в Уфе разработали и применили метод полуавтоматического анализа и использовали устойчивый штамм бактерий Escherichia coli. как модельный организм. Метод основан на контроле бактериальной активности и четко показывает механизм действия различных соединений. Есть несколько способов убить бактерии. В этом исследовании ученые искали одно из двух: отклонения в генетическом материале бактерий – их ДНК – или ингибирование синтеза белка. Учитывая, что метод довольно прост и может быть автоматизирован, ученые смогли изучить более 125 000 молекул.

«Вместе с нашими коллегами лаборатория МФТИ провела высокопроизводительный скрининг библиотек на основе малых молекул для выявления структурно разнообразных соединений с антибактериальной активностью. Платформа скрининга использует ранее описанный уникальный метод, предназначенный для определения механизма действия антибиотика. В ходе исследования мы обнаружили класс малых молекул – производных 2-пиразол-1-илтиазола – со способностью ингибировать штамм E.coli, известный как ΔTolC E. coli, «Аладинская». объяснил. «Эти результаты исследований являются отправной точкой для дальнейшего изучения этого хемотипа, включая его последующую структурную оптимизацию».

В ходе исследования было выявлено 688 веществ с выраженной антибактериальной активностью. Было обнаружено, что тридцать восемь молекул, имеющих общий каркас 2-пиразол-1-илтиазола, обладают высокой активностью в отношении ΔTolC E.coli, что указывает на потенциальную ценность этого класса соединений. Интересно, что это было впервые, когда это свойство наблюдалось. В результате ученые отобрали восемь соединений, которые ингибировали синтез белка, и измерили их токсичность для клеток. Одно из соединений имело оптимальный баланс между его цитостатическими и антибактериальными свойствами.

Благодаря новому методу, который обеспечивает быстрый и эффективный скрининг огромного количества веществ, был идентифицирован новый класс соединений с антибактериальной активностью. Планируется изучить их свойства против устойчивых к антибиотикам штаммов.

Основным направлением Лаборатории медицинской химии и биоинформатики, возглавляемой Яном Иваненковым, является разработка малых лекарственных молекул с использованием новейших методов в химио- и биоинформатике. Это одна из немногих российских лабораторий, непосредственно и активно занимающихся разработкой инновационных лекарственных молекул. Некоторые из них в настоящее время проходят клинические испытания в США и других странах, в то время как другие проходят оценку в доклинических исследованиях. Среди них – прокариотические ингибиторы трансляции (лекарственные антибактериальные молекулы), разработанные в сотрудничестве с Белозерским институтом физико-химической биологии и DHMEQ.

Еще одним научным направлением лаборатории является создание специализированных математических алгоритмов и компьютерных программ. На сегодняшний день создано шесть уникальных компьютерных программ для решения различных задач в области медицинской химии и хемоинформатики. Крупные фармацевтические компании, в том числе ChemDiv Novartis, Sanofi, Merck, Bayer, Pfizer и Takeda, заказали исследования в лаборатории.

        

Источник:

Московский физико-технический институт

Журнал:

Иваненков Ю.А. и др. . (2019) Производные 2-пиразол-1-илтиазола в качестве новых высокоэффективных антибактериальных средств. Журнал антибиотиков. doi.org/10.1038/s41429-019-0211-y.

      

Source link