Обнаружено, что переносчики сахара усиливают проникновение аминогликозидных антибиотиков в бактерии

от

Аминогликозиды — это антибиотики, эффективные против широкого спектра бактерий, включая Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Однако до недавнего времени механизм их проникновения в бактерии оставался неизвестным.

Учёные из Института Пастера, совместно с командами из INSERM, CNRS и Университета Париж Сити, недавно продемонстрировали, что аминогликозиды попадают в бактерии с помощью переносчиков сахара.

Помимо этого открытия, команда также успешно удвоила количество переносчиков даже в наиболее устойчивых штаммах Escherichia coli, тем самым повысив эффективность проникновения антибиотиков и их действенность. Подробности об этом прорыве были опубликованы в Science Advances 5 сентября 2025 года. Клинические испытания ожидаются в ближайшем будущем.

Как аминогликозиды проникают в бактериальные клетки

Антибиотики должны проникать в патогенные бактерии, чтобы быть эффективными. Аминогликозиды, например, способны эффективно преодолевать двойной мембранный барьер Escherichia coli — грамотрицательной бактерии, которая может вызывать инфекции мочевыводящих путей, сепсис и эндокардит, блокируя синтез белка и вызывая гибель бактерий. Однако некоторые штаммы E. coli устойчивы к лечению и стали причиной 829 000 смертей во всём мире в 2019 году.

Зейнеп Бахароглу, ведущий автор статьи и научный руководитель группы по изучению пластичности бактериального генома в Институте Пастера, объясняет: «Существовала гипотеза, что антибиотики прикрепляются к клеточной оболочке бактерий и пассивно проникают через неё. Однако фундаментальные исследования, проведённые нашей командой, неожиданно открыли новые перспективы».

Изучая поведение бактерии Vibrio cholerae, вызывающей холеру, учёные обнаружили корреляцию между эффективностью аминогликозидов и наличием переносчиков сахара — «ворот», которые специфически позволяют глюкозе, сахарозе, фруктозе и другим веществам проникать в бактерии и снабжать их энергией.

Следуя своей интуиции, учёные решили подробно изучить этот механизм транспорта у Escherichia coli. Результаты, безусловно, оправдали ожидания. «Используя флуоресцентные аминогликозиды, мы наблюдали, что они активно проникают в бактерии E. coli через «ворота», используемые различными углеводами. Впервые было показано, что антибиотики используют этот способ транспортировки», — говорит Бахароглу.

Зная о пластичности переносчиков — их количество меняется в зависимости от типа сахара, присутствующего в окружающей среде, — учёные увеличили их количество в надежде повысить проницаемость бактерий для антибиотиков. Они протестировали 200 соединений как на биологических образцах человека, загрязнённых E. coli, так и на модели инфекции мочевыводящих путей у животных, что позволило им идентифицировать особенно эффективного кандидата.

«Оказалось, что с помощью уридина общее количество переносчиков сахара в бактериях E. coli можно удвоить, что привело к десятикратному увеличению их чувствительности к аминогликозидам. Также очень интересно отметить, что некоторые бактерии, устойчивые к лекарствам, и даже мультирезистентные бактерии, восстанавливают чувствительность к аминогликозидам в присутствии уридина», — отмечает Бахароглу. Подобные эффекты наблюдаются и у ряда других бактерий.

Это открытие вселяет большие надежды. Введение уридина может позволить снизить дозы антибиотиков, снижая риск возникновения резистентности, а также ограничить потенциальные побочные эффекты. Высокие дозы аминогликозидов могут быть токсичными для внутреннего уха или почек. «Это крупное открытие, которое может изменить правила игры для этого класса антибиотиков, позволяя использовать их в более низких концентрациях или для более коротких курсов лечения, расширяя применение комбинации при других заболеваниях, таких как эндокардит и септический шок», — говорит Бахароглу.

Ещё одна возможность заключается в «прививке» уридина к различным антибиотикам, чтобы помочь им проникнуть в бактерии, особенно в те, которые устойчивы к лекарствам. «Уридин уже используется в клинической практике по различным показаниям. Его токсичность для человека уже была продемонстрирована, что позволит нам сэкономить время на синтезе новых молекул, быстро провести клинические испытания и тем самым снизить затраты на вывод продуктов на рынок», — комментирует Дидье Мазель, руководитель группы по изучению пластичности бактериального генома в Институте Пастера.

По данным ВОЗ, в 2019 году бактерии, устойчивые к антибиотикам, стали причиной смерти более 6 миллионов человек. «Эта работа также подчёркивает важность фундаментальных исследований. Без них это открытие, которое может сыграть ключевую роль в будущих стратегиях борьбы с устойчивостью к антибиотикам, было бы невозможно», — говорит Мазель.

Предоставлено Институтом Пастера

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте