Новое исследование учёных из Университета Бата выявило два новых потенциальных семейства молекул лекарств, которые могут открыть путь к новым методам лечения туберкулёза.
Туберкулёз (ТБ), вызываемый бактерией Mycobacterium tuberculosis, является второй по значимости инфекционной причиной смертности в мире после COVID-19 и ежегодно уносит 1,3 миллиона жизней.
Это заболевание — основная причина смерти среди ВИЧ-инфицированных и непропорционально затрагивает малообеспеченные слои населения.
Хотя вакцинация и лечение доступны, схемы лечения сложны, а число случаев туберкулёза с множественной лекарственной устойчивостью растёт.
Исследовательская группа из Департамента наук о жизни Университета изучила фермент бактерии туберкулёза, называемый альфа-метилацил-КоА-рацемазой (МСР), который помогает бактерии использовать холестерин в качестве источника энергии. Блокировка этого фермента лишит бактерию основного источника пищи, что поможет в лечении туберкулёзных инфекций.
Учёные выявили 12 различных химических соединений из двух химических семейств, которые связываются с МСР и подавляют его функцию.
Они также получили трёхмерные структуры МСР с этими соединениями и без них с высоким разрешением, используя методы рентгеновской кристаллографии. Структуры показывают, как эти химические вещества связываются с ферментом, давая новое представление о том, как работает МСР. Команда обнаружила, что этот механизм отличается от ранее предложенного.
Эти новые знания позволят команде разработать соединения, которые связываются более прочно, что в конечном итоге может быть использовано для дополнения существующих методов лечения туберкулёза.
Статья опубликована в The Journal of Biological Chemistry.
Доктор Мэттью Ллойд, старший преподаватель Департамента наук о жизни Университета Бата, сказал: «Эти разработки очень интересны, потому что впервые мы понимаем, как различные соединения связываются, и измерили силу их взаимодействия с МСР. Это очень важный шаг вперёд в нашем понимании того, как работает этот фермент и как можно блокировать его функцию, что потенциально может привести к разработке более эффективных методов лечения распространённых и трудно поддающихся лечению заболеваний».
Профессор Рави Ачарья, возглавлявший работу по структурной биологии в Бате, сказал: «Эти результаты дают нам отличную возможность для дальнейшего изучения молекул. В дальнейшем мы хотели бы протестировать большое количество подобных молекул, чтобы выявить более эффективные ингибиторы, которые можно было бы разработать в лекарственные препараты».
Выводы могут также помочь в открытии новых лекарств от других заболеваний, поскольку проливают свет на функцию эквивалентного человеческого фермента, называемого альфа-метилацил-КоА-рацемазой (АМАКР). Человеческий белок является новой интересной мишенью для лечения рака предстательной железы и других видов рака.
Однако прогресс в разработке новых методов лечения ограничен, поскольку структура человеческого белка ещё не определена, и поэтому трудно в полной мере использовать любые сделанные открытия.
Хотя структура человеческого АМАКР всё ещё остаётся неясной, эта последняя статья увеличивает понимание функции человеческого белка, что потенциально может привести к разработке новых методов лечения этих видов рака.
Эта работа была выполнена в рамках финансирования докторской диссертации, полученного от Департамента высшего образования и финансирования (DTEF) правительства Ботсваны, и является последней в серии статей, основанных на сотрудничестве между Ачарьей и Ллойдом, продолжающемся более 20 лет.
Команда планирует расширить эту работу, чтобы изучить, как другие известные соединения связываются с белком, чтобы лучше понять, как структура соединения влияет на его связывание.
Предоставлено Университетом Бата.