Ученые обнаружили новые мишени для разработки противогрибковых препаратов без побочных эффектов
Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи, поэтому на данный момент не существует лекарств, которые избирательно блокируют грибковые рибосомы. Но теперь ученым удалось расшифровать уникальные для распространенных грибков Candida albicans участки на рибосомах. Их можно будет использовать как мишени для разработки препаратов нового поколения.
Candida albicans — наиболее часто встречающийся патогенный грибок у людей. Он вызывает множество как поверхностных (поражающих кожные или слизистые покровы), так и внутренних инфекций (кандидоз). Их лечение занимает много времени и требует применения достаточно дорогих лекарств. Но главная опасность состоит в том, что дрожжеподобные грибки начали с большой скоростью вырабатывать устойчивость к современным лекарственным препаратам, подавляющим рост и размножение патогенных микроорганизмов.
«Примерно 40% антибиотиков нарушают синтез белков, который осуществляют специальные молекулярные машины — рибосомы. У высших организмов (в том числе человека и грибка) они во многом схожи, а потому лекарство, хотя и влияет преимущественно на метаболизм патогена, может привести к гибели клеток хозяина, и тогда проявятся значительные побочные эффекты. Поскольку инфекции Candida albicans широко распространены и особенно опасны для людей со сниженным иммунитетом, важно найти новые мишени для терапевтических целей и для разработки более эффективных и менее токсичных методов лечения», — рассказывает Константин Усачев, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Структурная биология» Казанского (Приволжского) федерального университета.
Найти такие мишени удалось исследователям Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань), Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр РАН» (Казань) и Московского физико-технического института (Москва) в сотрудничестве с международными коллективами ученых из Франции, Нидерландов и США. Используя метод криоэлектронной микроскопии, они впервые определили структуру рибосомы C. Albicans с атомарным разрешением (2,3 ангстрема, что меньше, чем размер молекулы воды), а также структуры комплексов рибосомы с четырьмя известными антибиотиками: циклогексимидом, филлантозидом, анизомицином и бластицидином.
В результате авторы впервые обнаружили специфичные по своему строению участки рибосомы C. albicans, которые отличаются от человеческой рибосомы. Это значит, что их можно использовать в качестве мишени для разработки новых, более селективных препаратов. Кроме того, ученым удалось объяснить причину устойчивости грибка к циклогексимиду.
Работа поддержана грантами Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), с результатами можно ознакомиться на страницах журнала Science Advances.
Фото: журнал «За Науку», источник: Константин Усачев