Nature子刊:科学家发现了新抗生素能杀死危险耐药细菌

时间:2022年11月18日
来源:Nature Microbiology

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这项研究是研制新型有效药物的重要一步。

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一种可以对抗耐药细菌的新抗生素。

长期以来,抗生素被认为是治疗细菌感染的奇效。然而,随着时间的推移,许多病原体已经进化到可以抵抗抗生素,因此寻找新药变得更加紧迫。来自巴塞尔大学的研究人员是一个国际团队的一部分,该团队使用计算分析来识别一种新的抗生素并破译其作用模式。他们的研究是研制新型强效药物的重要一步。

世界卫生组织将对抗生素产生抗药性的细菌数量稳步增加称为“无声的大流行”。由于近几十年来并没有多少新药进入市场,这种情况变得更加糟糕。即使是现在,也不是所有的感染都能得到适当的治疗,患者仍然面临着常规干预的伤害风险。        

迫切需要新的活性物质来阻止耐抗生素细菌的传播。最近,由波士顿东北大学的研究人员和巴塞尔大学生物中心的Sebastian Hiller教授领导的团队取得了一项重大发现。这项研究是国家研究能力中心(NCCR)“抗菌素”项目的组成部分,其结果最近发表在《Nature Microbiology》杂志上。

强硬的对手

研究人员通过计算筛选方法发现了新的抗生素Dynobactin。这种化合物可以杀死革兰氏阴性菌,其中包括许多危险和耐药的病原体。Hiller说:“针对这类细菌的抗生素研究绝非小事。它们被双层膜保护得很好,因此几乎没有攻击机会。在数百万年的进化过程中,这些细菌找到了许多方法使抗生素变得无害。”

就在去年,Hiller的团队破译了最近发现的肽抗生素Darobactin的作用模式。获得的知识被整合到新化合物的筛选过程中。研究人员利用了许多细菌产生抗生素肽来对抗彼此的事实。这些多肽,与天然物质不同,是在细菌基因组中编码的。                

致命的影响

“这种肽抗生素的基因有一个共同的特征,”共同第一作者Seyed M. Modaresi博士解释说。“根据这一特征,计算机系统地筛选了产生这种多肽的细菌的整个基因组。这就是我们如何识别Dynobactin的。”在他们的研究中,作者已经证明了这种新化合物是非常有效的。耐药菌引起的败血症危及生命的小鼠通过给药Dynobactin在严重感染中存活。

通过结合不同的方法,研究人员已经能够解决Dynobactin的结构和作用机制。该肽阻断了细菌膜蛋白BamA,该蛋白在细菌外保护膜的形成和维持中起着重要作用。“Dynobactin像插头一样从外部插入BamA,阻止它发挥作用。所以,细菌就会死亡,”Modaresi说。“尽管Dynobactin与已知的Darobactin在化学上几乎没有任何相似之处,但它在细菌表面有相同的靶标。这是我们一开始没有想到的。”

这是对抗生素研究的推动

然而,在分子水平上,科学家们发现Dynobactin与BamA的相互作用不同于Darobactin。通过结合两者的某些化学特征,可以进一步改进和优化潜在药物。这是研制出有效药物的重要一步。Hiller说:“基于计算机的筛选将为识别急需的抗生素提供新的推动。在未来,我们希望扩大我们的搜索,并就它们作为抗菌药物的适用性研究更多的肽。”

参考:


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