Ученые вуза нашли новый способ борьбы с туберкулезом

08:58, 22 августа 2019

Ряд соединений эффективен против лекарственно-устойчивой формы заболевания

Туберкулез остается одним из самых опасных и трудноизлечимых инфекционных заболеваний. Фото: Светлана Толщина.

Команда химиков из Уральского федерального университета совместно с коллегами из института органического синтеза и общей генетики Академии наук синтезировала ряд соединений на основе имидазотетразинов и проверила их воздействие на болезнетворные бактерии туберкулеза. Статья об исследовании опубликована в European Journal of Medicinal Chemistry.

Туберкулез, или чахотку, вызывают бактерии из семейства Mycobacteriaceae: они образуют похожие на грибницу сети и чаще всего поселяются в легких человека. Именно для ранней диагностики туберкулеза люди каждый год делают в поликлиниках плановую флюорографию. Микобактерии быстро вырабатывают устойчивость к лекарствам, поэтому при лечении приходится применять все более дорогие и токсичные вещества, отравляющие вместе с бактериями и здоровые ткани пациентов.

«Определение специфической мишени позволило бы воздействовать только на микобактерии. Ее открытие может перевернуть всю индустрию противотуберкулезных препаратов, особенно если к лекарству не будет вырабатываться устойчивость», — поделились ученые.

В качестве основы для создания новых препаратов российская исследовательская группа выбрала производные имидазотетразинов. Эти молекулы примечательны тем, что по структуре они очень похожи на широко распространенные в природе пурины — компоненты ДНК. Синтезированные вещества отличаются наличием в их структуре большого числа атомов азота, что придает им особые свойства, позволяющие активно работать в отношении различных биологических мишеней.

Одной из них стал важный для выживания микобактерий фермент, называемый серин-треониновой протеинкиназой. Его роль в болезнетворных бактериях состоит в модификации других белков с помощью присоединения к ним фосфата PO₄^3- и регуляции их активности. Ученые предполагают, что новые лекарственные вещества связываются с серин-треониновой протеинкиназой микобактерий туберкулеза и блокируют ее работу.

Чтобы доказать их эффективность, ученые выращивали культуры микобактерий и наблюдали за реакцией на лекарство: вокруг бумажного диска, пропитанного имидазотетразинами, прекращался рост колонии микроорганизмов.

Исследовательская группа показала, что к изучаемым веществам у микобактерий также вырабатывается устойчивость, но она отличается от устойчивости к стандартным антибиотикам, что подтверждает воздействие на разные мишени. Штаммы микроорганизмов, которые выработали устойчивость к уже используемым антибиотикам, оказываются чувствительными к имидазотетразинам и наоборот.

Из десятка синтезированных молекул ученые выбрали наиболее эффективную и в дальнейшем планируют работать над увеличением ее растворимости.

«Благодаря сотрудничеству химиков и биологов удалось не только создать новые соединения и выявить их активность в отношении микобактерий туберкулеза, но и предположить механизм их действия, а также изучить способность микобактерий вырабатывать устойчивость к новым препаратам. Эти данные очень важны, поскольку туберкулезные микобактерии способны легко мутировать, образуя лекарственно-устойчивые штаммы», — рассказывает младший научный сотрудник кафедры органической и биомолекулярной химии УрФУ Светлана Толщина.

По словам Толщиной, эффективность существующих препаратов быстро теряется, что вызывает серьезные проблемы в современной терапии туберкулеза. Именно новый механизм действия и относительно низкая частота возникновения лекарственно-устойчивых мутантов позволяют рассматривать производные имидазотетразина как перспективные средства в борьбе с заболеванием.