Антивитамины вытеснят антибиотики

В современном мире патогенные устойчивые бактерии перестают реагировать на большинство антибиотиков. Исследователи Гёттингенского университета и Института биофизической химии им. Макса Планка обнаружили новый механизм противодействия патогенам благодаря «антивитаминам».

Антибиотики – это одно из важнейших открытий современной медицины. За сто лет —  момента открытия пенициллина — они спасли миллионы жизней. Антибиотики купируют многие бактериальные заболевания – пневмонию, менингит или сепсис. Однако из-за неправильного применения этих лекарств, особенно из-за прерывания необходимого курса приема, образуются штаммы устойчивых к антибиотикам бактерий. Эта проблема во всем мире становится все более актуальной, уже сегодня врачи испытывают трудности с излечением даже самых привычных болезней. В последнее время распространяются штаммы бактерий, у которых развилась устойчивость к большинству видов антибиотиков, что ведет к крайне тяжелому течению болезни и множественным осложнениям, часто со смертельным исходом. Именно поэтому ученые всего мира заняты поиском новых антибиотиков.

Исследователи Гёттингенского университета и Института биофизической химии им. Макса Планка в Гёттингене описали совершенно новый подход, при котором для разработки новых классов антибиотиков используются т.н. «антивитамины». Результаты были опубликованы в журнале Nature Chemical Biology.

Антивитамины – это вещества, которые подавляют биологическую функцию настоящих витаминов, и многие из них имеют химическую структуру, аналогичную структуре тех витаминов, действие которых они блокируют. Так, некоторые патогенные бактерии, чтобы уничтожать бактерии-конкуренты, к жизненно важному витамину B1 выделяют токсичный антивитамин, и он отличается от витамина только одним атомом. Именно этим веществом занималась исследовательская группа профессора Кая Титтманна из Гёттингенского центра молекулярных биологических наук вместе с профессором Тэджем Бегли из Техасского университета A&M (США) и группой профессора Берта де Гроота из Института биофизической химии Макса Планка (Гёттинген).

Команда Титтманна обнаружила, что антивитамин при помощи одного-единственного атома блокирует необходимый в метаболизме бактерий витамин B1: «Всего лишь один дополнительный атом в антивитамине действует как песчинка в сложной зубчатой системе, блокируя ее точно настроенную механику», – объясняет Титтманн.

Интересно отметить, что белки человеческого организма, в отличие от белков бактерий, довольно хорошо справляются с антивитамином и продолжают работать. Химик Берт де Гроот и его команда использовали компьютерное моделирование, чтобы выяснить причину этого.

«Человеческие белки либо вообще не связываются с антивитамином, либо не отравляются», – говорит де Гроот. Разница воздействия антивитамина на бактериальные и человеческие белки дает возможность использовать его в качестве антибиотика в будущем и, таким образом, создавать новые терапевтические альтернативы.