17 июня 2021

В Петербургском институте ядерной физики изучили принцип действия "резервного" антибиотика

Ученые НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ в составе исследовательской группы под руководством А.Л. Коневеги установили механизм, с помощью которого антибиотик амикумацин подавляет жизнедеятельность бактерий. Работа опубликована в журнале Frontiers in Microbiology.

Начиная с середины 20 века антибиотики позволили человечеству одержать победу над многими бактериальными инфекциями, выйти на качественно новый уровень в хирургии, достичь высот в трансплантологии. Однако бактерии постепенно развивают устойчивость к применяемым в терапевтической практике препаратам. И это – одна из наиболее актуальных проблем современной медицины.  

"На сегодняшний день перед учеными остро стоят вопросы поиска новых природных антибактериальных веществ и создания аналогов на основе уже имеющихся, – пояснила Елена Полесскова, старший научный сотрудник Отделения молекулярной и радиационной биофизики НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ. – Кроме того, необходимо детальное изучение механизмов действия различных антибиотиков для их направленного улучшения и преодоления бактериальной устойчивости".

Амикумацин – соединение, полученное еще в начале 1980-х годов, однако не нашедшее широкого применения. Результаты современного изучения этого "резервного" антибиотика могут сыграть ключевую роль в его возвращении в список перспективных лекарственных средств. 

Применяемые на сегодняшний день антибиотики различаются механизмом воздействия на бактериальные клетки. К примеру, они могут нарушать синтез нуклеиновых кислот, функционирование мембран или мешать сборке клеточной стенки. Однако большая часть антибиотиков блокирует работу рибосом – важнейших составляющих живой клетки, которые служат для синтеза белка. Амикумацин относится именно к этому классу.

В стандартной ситуации рибосомы осуществляют синтез белка на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК). Специалисты выяснили, что амикумацин снижает прочность связывания корректной мРНК с рибосомой и при этом стабилизирует "ошибочную" мРНК. Это приводит к формированию комплексов, неспособных синтезировать белок. Более того, антибиотик почти в 30 раз уменьшает скорость сборки рибосомных комплексов, а также прогрессивно снижает активность рибосом, поэтому уже через несколько циклов синтез белка в бактериальной клетке полностью прекращается.

Исследования были поддержаны Российским научным фондом.

Петербургский (ранее - Ленинградский) институт ядерной физики имени Б.П.Константинова (ПИЯФ) был основан в 1956 году как филиал знаменитого Ленинградского физтеха и в 1971 году стал уже самостоятельным институтом, носящим имя своего основателя. В институте проводятся фундаментальные научные исследования в области физики элементарных частиц и высоких энергий, ядерной физики, физики конденсированных сред, молекулярной и радиационной биофизики. Кроме того, ведутся исследования в прикладных областях, где применение самых передовых научных решений приводит к принципиально новым разработкам в области приборостроения, медицины и экологии. В институте действуют три базовых экспериментальных установки - реакторы ПИК и ВВР-М и протонный ускоритель. В настоящее время ПИЯФ организационно подчинён Курчатовскому институту