Ученые нашли способ сделать опасный антибиотик безопасным для инъекций
Модель транспортировки PI4P и роль белка Neo1 в поддержании мембранной асимметрии. PM — плазматическая мембрана; Pi — неорганический фосфат; PI — фосфатидилинозитол; PS — фосфатидилсерин. Автор: Nature Cell Biology (2025). DOI: 10.1038/s41556-025-01692-z
Неомицин, один из активных компонентов популярной мази «Неоспорин», широко используется для предотвращения инфекций. Обнаруженный в 1940-х годах, этот антибиотик эффективен при местном применении, однако его инъекционное введение для лечения системных инфекций может вызывать глухоту, повреждение почек и неврологические нарушения.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Cell Biology, доцент кафедры биологических наук Бхавик Джейн и его коллеги определили, почему неомицин негативно влияет на некоторые типы человеческих клеток и как удаление липида фосфатидилинозитол-4-фосфата (PI4P), передающего информацию внутри и между клетками, может сделать инъекции неомицина безопасными и эффективными.
Это открытие может помочь в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями — глобальной угрозой общественному здоровью по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний.
Команда изучала семейство белков P4-ATPases, которые транспортируют специфические липиды с внешней на внутреннюю мембрану клеток. Эти белки необходимы для здорового функционирования клеток человеческого организма. Дефекты P4-ATPases связаны с различными заболеваниями, включая тяжелые неврологические расстройства.
В ходе экспериментов исследователи использовали дрожжи в качестве модельного организма, содержащего белок Neo1, аналогичный человеческим белкам ATP9A и ATP9B.
Когда в Neo1 возникал дефект, липид PI4P появлялся во внешнем слое клеточной мембраны, хотя в норме он находится внутри. Это позволяло неомицину связываться с липидом и проникать в клетку, вызывая негативные эффекты.
У человека клетки, которые обычно экспрессируют низкие уровни ATP9A и ATP9B (например, клетки почек), также экспонируют PI4P на внешней стороне мембраны, что делает их чувствительными к неомицину.
«Понимание механизмов антибиотикорезистентности необходимо для разработки более эффективных препаратов», — заявил Тодд Грэм, руководитель исследования.
«Мы знали, что Neo1 играет важную роль в устойчивости к антибиотикам, и нам наконец — после нескольких лет исследований и множества публикаций на эту тему — удалось разработать достаточный набор инструментов для решения проблемы. Должно быть возможно удалить PI4P из внешнего слоя плазматической мембраны человеческих клеток и сделать их устойчивыми к препарату, в то время как бактерии останутся чувствительными».
В дальнейшем команда планирует испытать различные способы удаления PI4P из внешнего слоя клеток почек для защиты их от неомицина, а также изучить важность PI4P для чувствительности человеческих клеток к другим антибиотикам. Это позволит найти дополнительные методы лечения для борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями.
Проблема антимикробной резистентности становится все более актуальной — по оценкам ВОЗ, к 2050 году устойчивые к антибиотикам инфекции могут стать одной из ведущих причин смертности в мире, опередив онкологические заболевания.
0 комментариев