Создан алгоритм, который мешает бактериям сопротивляться антибиотикам

Британские биохимики из Королевского колледжа Лондона (KCL) создали алгоритм, позволяющий модифицировать антибиотики таким образом, чтобы их структура препятствовала выкачиванию молекул лекарства бактериями.

Как сообщила пресс-служба вуза, это поможет замедлить развитие устойчивости микробов к антибиотикам.

Профессор Марк Саттон пояснил, что так называемые эффлюксные насосы являются одним из главных механизмов защиты микробов, так как позволяют бактериям снижать концентрацию антибиотиков внутри клетки. Учёные показали, что это можно преодолеть с помощью рационального химического дизайна, встроив в молекулу антибиотика структуры, защищающие её от «выкачки».

В мембраны бактерий встроено множество белковых насосов и помп, способных перекачивать ионы и сложные молекулы из клетки во внешнюю среду и обратно. Многие микробы приобрели способность использовать эти помпы для защиты от антибиотиков. Ранее биохимики уже пытались решить эту проблему, синтезируя короткие молекулы-блокаторы насосов, но ни один из подобных препаратов не дошел до клинического применения, поскольку они блокируют лишь один тип насосов, не препятствуя работе других, сообщает ТАСС.

Британские учёные разработали основанный на искусственном интеллекте алгоритм, который анализирует трёхмерную форму насосов в мембранах микробов и отслеживает, как небольшие изменения в структуре антибиотиков влияют на их взаимодействие с этими белками. Используя этот подход, исследователи проанализировали взаимодействие ципрофлоксацина и левофлоксацина с разными типами эффлюксных помп.

Расчёты позволили биохимикам создать несколько новых версий этих лекарств, которые в десятки и сотни раз лучше сопротивляются «выкачке» из бактерий, не уступая в силе действия оригинальным молекулам. Новые антибиотики замедляли накопление мутаций, повышающих устойчивость микробов, и не вызывали негативных побочных эффектов у мышей. Это даёт надежду на то, что внесение схожих модификаций в другие антибиотики также повысит их активность.

Проблема растущей устойчивости болезнетворных микробов к антибиотикам стоит остро во всём мире. По текущим оценкам, «супербактерии» ежегодно уносят жизни более миллиона человек, заразившихся различными инфекционными заболеваниями.