По мере роста устойчивости патогенов к антибиотикам ученые ищут класс лекарств, которые могли бы заменить антибиотики.
Среди наиболее заинтересованных кандидатов в качестве альтернативы антибиотикам, несомненно, есть антивитамины, вещества, которые деактивируют витамины, присутствующие в бактериях.
Ученые уже давно пытаются понять механизм действия естественных антивитаминов. Хотя многие из нас никогда о них не слышали, ученые знали об антивитаминах столько, сколько они есть. Сэр Эдвард Мелланби первый из них (он назвал его «токсамин») он выделил в конце 30-х годов.
Что делают антивитамины?
Эти вещества делают то, что предполагает их название: они не дают витаминам работать. Мы приближаемся к концу эпохи антибиотики из-за быстрой скорости, с которой бактерии развивают резистентность. Таким образом, исследователи внимательно изучают антивитамины как основу нового класса лекарств, которые потенциально могут заменить антибиотики при лечении бактериальных инфекций.
Важные детали
Как уже упоминалось, первым шагом науки в поиске альтернативы антибиотикам будет понимание того, как антивитамины делают то, что они делают.
Например, антивитамин, который сводит на нет витамин B1, отличается от витамина только одним и, по-видимому, неважным атомом. Но это так, и исследователи из Геттингенского университета в Германии только что опубликовали исследование, подтверждающее их открытие того, что происходит. Их отчет был опубликован в журнале Nature Chemical Biology.
Исследование проводилось группой Кай Титтманн Геттингенского центра молекулярных биологических наук при Геттингенском университете. Команда получила выгоду от сотрудничества с Группой вычислительной биомолекулярной динамики Берт Де Гроот Института биофизической химии Макса Планка в Геттингене и с группой Бегли Тадхг Бегли Техасского университета A&M в Колледж-Стейшн, штат Техас.
Антивитамины, один атом все меняет
Антивитамин B1 на самом деле встречается в природе и вырабатывается бактериями для уничтожения конкурирующих бактерий. Его «критический атом», отличный от витамина B1, оказывается в, казалось бы, неважном положении, что еще больше углубляет тайну.
Чтобы увидеть, как этот единственный атом выполняет такую эффективную работу, исследователи использовали кристаллографию белка с высоким разрешением. Это позволило им наблюдать взаимодействие между антивитамином B1 и витамином B1 на атомном уровне.
Они увидели, что антивитамин полностью нарушил «танец протонов», наблюдаемый в функционирующих белках. Кай Титтманн говорит: «Всего один дополнительный атом в антивитамине действует как песчинка в сложной системе передач, блокирующей ее точно настроенную механику». (Группа Титтмана первой задокументировала этот «танец» в 2019 году.)
Антивитамины не беспокоят человека
Особенно важным выводом нового исследования является то, что, хотя антивитамин B1 предотвращает функционирование B1 в бактериях, он не мешает витамину для человека.
Есть надежда, что однажды будут разработаны антивитамины, которые будут воздействовать на патогены и нейтрализовать их, не причиняя вреда пациентам.
Команда De groot создали компьютерное моделирование, чтобы понять, почему на людей не влияет блуждающий атом, и обнаружили, что человеческие белки вообще не связываются с антивитамином, поэтому они не «отравляются» им.
Возможность того, что антивитамины в какой-то момент могут быть готовы вмешаться в качестве альтернативы антибиотикам, не является полностью неожиданной.
Антивитамины фактически использовались при разработке антибиотиков и антипролиферативных препаратов, таких как Пронтозил и Аминоптерин. И уже используются некоторые антивитаминные препараты, в частности антагонисты витаминов В12, В9 и К.
Если антибиотики исчерпают свою эффективность, антивитамины станут просто «новым» другом, к которому можно обратиться.
