Удивительная способность бактерий обмениваться друг с другом генетическим материалом (даже между штаммами совершенно разных групп) привела к бурному распространению микробов, обладающих множественной, а всё чаще и экстремальной устойчивостью к различным антибиотикам. Это заставляет учёных постоянно искать новые способы воздействия на патогены и разрабатывать новые классы антибиотиков.

Американские учёные Медицинского центра Университета Рочестера обнаружили новый способ атаки патогенных микроорганизмов, дающий надежду на значительный прогресс в лечении многих инфекционных заболеваний. В исследовании, опубликованном недавно в журнале PLoS Pathogens, авторы продемонстрировали, что остановить размножение крайне патогенного, устойчивого к антибиотику метициллину штамма золотистого стафилококка (methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) вполне возможно. Достаточно нарушить процесс деградации его молекул РНК. При этом деление микроба прекращается как в культуральной среде, так и в организме животного.

Быстрая деградация РНК – важнейший процесс в жизнедеятельности бактерий. Беспрерывное осуществление этого процесса – залог их быстрого размножения. Суть деградации РНК заключается в том, что, как только какая-то молекула рибосомальной или матричной РНК перестаёт участвовать в клеточных функциях, она быстро разрезается на отдельные нуклеотиды, которые потом используются для синтеза новых РНК, потребность в которых выше на данный момент. Несмотря на высокую значимость этого процесса в биологии бактерий, некоторые его компоненты до сих пор оставались неоткрытыми.

Объект исследования также был выбран неслучайно. По статистике, MRSA вызывает в США больше смертей, чем ВИЧ/СПИД (около 19 тысяч в год) и является причиной более полумиллиона госпитализаций. Этот устойчивый штамм стафилококка часто циркулирует в больницах, но с ним можно столкнуться и в других местах.

«Деградация РНК имеет решающее значение для бактерий. Клетки очень быстро отвечают на изменения окружающей среды. Менее чем за три минуты синтезируется новая РНК, служит матрицей для нового белка, а затем сразу же деградирует – а материал, образовавшийся в результате разрушения, становится доступным для синтеза новых молекул РНК», – цитирует слова руководителя работы, доцента кафедры микробиологии и иммунологии Пола Данмана (Paul Dunman) портал EurekAlert.

Учёные установили, что молекула рибонуклеопротеина А (RnpA) занимает центральное место в процессе деградации. После определения роли RnpA авторы испытали более 29 тысяч химических соединений в поисках вещества, подавляющего его активность, и выяснили, что маленькая молекула, RNPA1000, останавливает размножение MRSA.

RNPA1000 оказалась эффективной в отношении всех штаммов MRSA, распространённых на территории США. К её действию также были восприимчивы штаммы золотистого стафилококка, устойчивые к антибиотику ванкомицину, эпидермальный стафилококк, устойчивые к антибиотикам пневмококки, гнойный стрептококк и ванкомицин-устойчивые штаммы энтерококка.

Соединение проявило наибольшую эффективность при обработке бактериальных плёнок, которые многие микробы образуют, например, на поверхности катетеров. При лечении мышей эффективное действие было достигнуто только при использовании высоких доз RNPA1000, что делает разработку антибиотика на основе данного соединения маловероятным событием, ведь по мере роста дозировки повышается и выраженность побочных эффектов. Тем не менее учёные считают данное открытие «прекрасной отправной точкой» и с оптимизмом занимаются поиском более эффективных и безопасных ингибиторов RnpA.

Источник информации:

Olson P.D. et al. Small Molecule Inhibitors of Staphylococcus aureus RnpA Alter Cellular mRNA Turnover, Exhibit Antimicrobial Activity, and Attenuate Pathogenesis. PLoS Pathogens 7(2): e1001287. doi:10.1371/journal.ppat.1001287.