Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые нашли наиболее эффективную систему для создания чистых пептидных антибиотиков
Устойчивость бактерий к антибиотикам выросла на 40% за последние пять лет. По данным ВОЗ, каждая шестая бактериальная инфекция в мире не поддается лечению, ежегодно унося около 5 миллионов жизней. Мы рискуем вернуться в эпоху, когда обычная пневмония или заражение крови могли стать смертельным приговором. Появился способ обмануть бактерии, ставшие неуязвимыми для антибиотиков. Новые «зеркальные» пептидные антибиотики остаются невидимыми для защиты микробов. Но есть сложность: чтобы быть эффективным и безопасным, лекарство не должно содержать примесей знакомых патогенам молекул. Ученые Пермского Политеха нашли решение этой проблемы, протестировав различные системы и выбрав наиболее эффективную. Она разделяет молекулы всего за десять минут. Этот подход позволяет создавать невидимые для бактерий антибиотики, повышать эффективность лечения и снижать риск побочных эффектов.
Мы живем в эпоху, когда величайшее медицинское открытие XX века теряет свою силу. Антибиотики, спасшие сотни миллионов жизней, отступают под натиском невидимого врага — бактериальной устойчивости. По оценкам экспертов, в ближайшие 25 лет супербактерии могут унести до 40 миллионов. Пока человечество не осознает масштаб угрозы, она продолжает неуклонно расти.
Чтобы понять, почему антибиотики перестают действовать, нужно знать, как они работают. Большинство препаратов находят в бактериальной клетке конкретную мишень — например, нарушают строительство клеточной стенки или блокируют жизненно важные процессы. Но бактерии постоянно изменяются, обмениваются генами устойчивости и находят новые способы защиты. Когда бактерия меняет форму своей мишени, антибиотик перестает ее «узнавать» и становится бесполезным. Так рождаются супербактерии, против которых современная медицина часто бессильна.
В этой ситуации особое значение приобретают пептидные антибиотики — сложные молекулы, чья структура повторяет строение природных соединений. Изначально такие молекулы обнаружили в живых организмах — многие бактерии, грибы и животные производят короткие белковые цепочки (пептиды) для защиты от микробов. В отличие от традиционных препаратов, которые действуют точечно, пептидные антибиотики нарушают фундаментальные структуры бактериальной клетки. Они способны разрушать внешнюю защитную оболочку микроба, что приводит к его гибели. Этот механизм действия особенно важен в самых тяжелых случаях, когда обычные антибиотики бессильны: при заражении крови, пневмонии, инфекциях у пациентов с ослабленным иммунитетом.
Однако и к этим мощным препаратам бактерии постепенно вырабатывают устойчивость. Микроорганизмы научились производить специальные ферменты, способные разрушать молекулы пептидных антибиотиков. Эта способность бактерий к адаптации заставляет ученых искать новые подходы к созданию лекарственных средств.
Что, если бы антибиотик мог стать невидимкой для систем защиты бактерий? Эта идея лежит в основе создания «зеркальных» версий антибиотиков, и она работает благодаря фундаментальному свойству молекул — хиральности. Многие молекулы, включая антибиотики, существуют в виде энантиомеров — пар «зеркальных двойников». Такие химические соединения имеют одинаковый химический состав, но разную пространственную организацию, подобно тому как левая и правая руки — зеркальные отражения, но они не взаимозаменяемы.
Ключевой принцип заключается в следующем: ферменты бактерий, ответственные за уничтожение антибиотиков, настроены на распознавание определенной пространственной структуры молекулы. Если бактерии научились обезвреживать «левую» версию антибиотика, то его «правая» зеркальная копия останется для них невидимой. Ферменты просто не смогут с ней взаимодействовать — механизм защиты окажется бесполезным.
К чистоте таких препаратов предъявляются особые требования: они не должны содержать примеси обычных молекул. Такие примеси в лучшем случае будут оказывать на организм дополнительную химическую нагрузку, а в худшем — приводить к нежелательным побочным эффектам.
Ученые Пермского Политеха провели исследование, чтобы найти лучший способ разделения «зеркальных» молекул для антибиотиков нового поколения. Они целенаправленно тестировали и сравнивали четыре различные системы, специально разработанные для разделения «зеркальных» молекул. Каждая из протестированных систем представляет собой металлическую колонку, содержащую особый наполнитель на основе соединений, способных распознавать и разделять левые и правые версии молекул. Эти системы, произведенные европейскими компаниями, ранее не сравнивались между собой в российских лабораториях. Статья опубликована в сборнике материалов межвузовской научно-практической конференции «Химия. Экология. Урбанистика», том 1 (Пермь, 2025 год).
В экспериментах через колонки пропускали растворы аминокислот — основных компонентов будущих антибиотиков. Разные «зеркальные» версии молекул проходили через наполнитель с разной скоростью, что позволяло их эффективно разделять. Этот метод открывает возможность контролировать чистоту лекарственных препаратов, что особенно важно для создания антибиотиков, которые бактерии не смогут распознать.
В ходе испытаний ученые обнаружили, что разные колонки лучше справляются с разными аминокислотами.
— Taurine-QN показала низкую эффективность для большинства аминокислот. АК-56 эффективно разделяла полярные аминокислоты — серин и аспарагиновую кислоту. Это особенно важно, поскольку L-форма серина необходима для построения тканей, а D-форма влияет на процессы обучения. Аналогично, L-форма аспарагиновой кислоты участвует в энергообмене, тогда как ее D-форма может нарушать гормональный баланс, — отмечает доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат химических наук Леонид Аснин.
Chiral WCX-WAX успешно разделяла ароматические аминокислоты, например, фенилаланин: его L-форма служит основой для производства «гормона удовольствия» дофамина, а D-форма может быть опасна для организма.
— На АК-59 нам удалось достичь полного разделения энантиомеров всех исследованных аминокислот. При этом время анализа не превышало 10 минут, что критически важно для технологических процессов, — комментирует один из авторов работы, студентка кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Юлия Дмитриева.
Исследование пермских ученых позволит усовершенствовать и оптимизировать метод контроля качества фармацевтических препаратов. Это поможет создавать пептидные антибиотики, которые бактерии не распознают, улучшать действенность существующих лекарств и снижать их побочные эффекты.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия НИУ ВШЭ провели первый систематический анализ научных работ, посвященных особенностям восприятия эмоций по движениям при аутизме. Анализ показал, что различия между аутичными и неаутичными людьми во многом зависят от того, как именно устроен эксперимент и какие задачи предлагаются участникам.
В облачных лесах Коста-Рики маргаи, ленивцы, обезьяны и опоссумы используют крону одного вида дерева для своих естественных нужд. Это необычное поведение исследователи заметили случайно во время установки фотоловушки. Открытие может изменить прежние представления о поведении ленивцев и значительно расширит знания о коммуникации животных.
Международная группа палеогенетиков выяснила, что около 65 тысяч лет назад европейские неандертальцы пережили масштабное сокращение популяции из-за резкого похолодания. Выжившие особи укрылись в локальном убежище на юге Франции, откуда позже заново колонизировали континент. Эта миграция привела к полной генетической замене: поздние неандертальцы оказались потомками одной материнской линии и навсегда потеряли прежнее генетическое разнообразие.
В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
Арахнологи описали новый вид пауков, который копирует облик мертвой особи, пораженной паразитическим грибом, чтобы хищники меньше обращали на него внимание. В природе такой гриб заражает хозяина и воздействует на его нервную систему, после чего заставляет подниматься на возвышенность, откуда легче распространять споры. Открытие расширит представления ученых о мимикрии у животных.
Ученые Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия НИУ ВШЭ провели первый систематический анализ научных работ, посвященных особенностям восприятия эмоций по движениям при аутизме. Анализ показал, что различия между аутичными и неаутичными людьми во многом зависят от того, как именно устроен эксперимент и какие задачи предлагаются участникам.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно