Медики изобрели новый способ производства антибиотиков «с чистого листа»

Сегодня многие фармацевтические компании отказываются от исследований новых видов антибиотиков, так как это сложно и дорого. Не способствует улучшению ситуации развивающаяся устойчивость микроорганизмов к антибиотикам. Однако химики Гарварда придумали новый простой способ производства столь важных лекарств, ежегодно спасающих миллионы жизней по всему миру.

Учёные представили способ производства одного из самых «популярных» классов антибиотиков — макролидов —буквально «по кирпичику».

медики изобрели новый способ производства антибиотиков
Новые макролиды потенциально позволят побороть метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), один из самых опасных микроорганизмов современности.

Макролиды впервые были выделены в 1952 году из почвенных бактерий Филиппин. Эти вещества микроорганизмы производят для борьбы с неприятелями. Постепенно эритромицин и азитромицин (самые известные представители этого класса) стали одними из главных лекарств, позволяющих побороть сложные бактериальные и грибковые инфекции.

С химической точки зрения макролиды представляют собой кольца из 14-16 углеродных атомов с одной или более «подвеской» в виде молекулы сахара. Однако природные соединения, вырабатываемые бактериями, не слишком подходят для лечения человека (в кислой среде желудка они преобразуются в токсичные вещества). По этой причине химики в дальнейшем модифицируют эти молекулы, чтобы получить нужные свойства, такие как эффективность и безопасность.

Проблема состоит в том, что изменить одну из связей в кольце крайне сложно, вмешательство неизбежно сказывается на соседних углерод-углеродных связях. В итоге на выходе учёные получают целый набор разнородных соединений, из которого надо выделить те молекулы, которые нужны для производства хорошего лекарства.

Кроме того, за прошедшие 60 лет исследователи перепробовали множество способов химической модификации макролидов. Бактерии постепенно вырабатывали устойчивость к новым видам, и сейчас у медиков попросту заканчиваются варианты.

Группа исследователей, работающая под руководством Эндрю Майерса (Andrew Myers), нашла решение этих проблем. Учёные разбили кольца природных макролидов на составляющие, так называемые модули (восемь штук из каждого кольца). Затем, продумав заранее будущие действия, в ходе цепочки реакций они собрали эти «обрывки» в новые вещества.

В итоге после пяти лет напряжённой работы исследователями Гарварда были созданы более 300 новых для науки макролидов. Полученные вещества учёные затем «скормили» культурам лабораторных бактерий и изучили оказываемый эффект. Несколько видов новых макролидов показали свою высокую эффективность в борьбе с такими сложными микроорганизмами как метициллин-резистентный золотистый стафилококк и ванкомицин-устойчивый энтерококк.

Что не менее важно, реакции, которые использовали американские исследователи, давали хороший выход нужных веществ. То есть, если фармацевтика признает новые лекарственные препараты подходящими для массового производства, то их можно будет синтезировать в больших количествах без каких-либо проблем.

Впереди тестирование полученных лекарств на животных моделях. Добавим, что коммерциализацией данной технологии займётся специально созданная компания Macrolide Pharmaceuticals.

Статья авторов исследования вышла в открытом доступе в журнале Nature.

Ссылка на источник