Бактерии сами подсказали ученым идею нового антибиотика

Ученые из Имперского колледжа Лондона обнаружили у бактерий Pseudomonas aeruginosa токсин, который можно использовать в качестве антибиотика. Статья об этом опубликована в журнале Cell Reports.

Развиваясь бок о бок в течение многих миллионов лет, микроорганизмы выработали огромное количество средств и стратегий для борьбы с конкурентами. Одним из таких средств стали системы секреции VI типа (T6SS). Это бактериальное оружие в прямом смысле слова, которое есть у многих грамотрицательных бактерий. T6SS работает как «молекулярный арбалет»: белковая «стрела» с наконечником в виде токсина выбрасывается из специального чехла на поверхности атакующей клетки и пробивает клеточную стенку «жертвы».

Ученые под руководством бактериолога Алена Филю исследовали белковый домен VgrG2b, который играет роль «наконечника» в системе T6SS у синегнойных палочек Pseudomonas aeruginosa. Анализ структуры токсина показал, что он является металлопептидазой — ферментом, разрушающим белки. Его мишень — клеточная стенка и мембрана клетки-жертвы, структуры, отвечающие за целостность клетки и ее защиту от внешних влияний.

Эффект, производимый VgrG2b, напоминает результат работы бета-лактамных антибиотиков — например, пенициллина. Эти антибиотики нарушают работу транс- и карбоксипептидаз — ферментов, обеспечивающих синтез пептидогликана, основного компонента клеточной стенки бактериальных клеток. Исследователи предполагают, что токсин синегнойных палочек можно использовать для создания новых антибиотиков, эффективных в том числе против мультирезистентных бактерий.

Прежде чем начинать разработку новых антибактериальных средств, ученым необходимо лучше понять, как работает VgrG2b. «Ясно, что его механизм действия отличается [от бета-лактамных антибиотиков]. Понимание и подробное описание молекулярных мишеней VgrG2b […] поможет в разработке новых препаратов», — подытоживает Томас Вуд, один из авторов работы.

Недавно выяснилось, что бактерии способны изменять форму, чтобы спастись от антибиотика, и могут выделять «феромоны» для простейших.