Новые антибиотики были успешно проверены в опытах на мышах, сообщила в понедельник пресс-служба шведского Университета Уппсалы. Разработка одного нового антибиотика может потребовать более млрд долларов и более 10-15 лет. В Евросоюзе одобрили новый препарат от компании Pfizer для борьбы с так называемыми грамотрицательными бактериями — именно у них чаще всего проявляется устойчивость к. Исключив антибиотики из списка зарегистрированных в РФ лекарств для лечения ОРВИ, Минздрав добавил в него кагоцел, хлоргексидин, бромгексин, парацетамол. Рассказываем, в чем особенности нового штамма «пирола», обнаруживают ли его существующие тесты и как защититься от нового варианта.
FDA одобрило новый антибиотик против инфекции мочеполовых путей
Исследователи не заметили, чтобы к новому антибиотику у бактерий вырабатывалась существенная лекарственная устойчивость. Это означает, что мутации в структуре сигнальной пептидазы слабо влияют на способность G0775 подавлять этот фермент, чего не скажешь про исходный ариломицин. Причина тому — принципиально разные механизмы связывания с пептидазой. Отметим, что бактерии подразделяются на грамотрицательные и грамположительные в зависимости от того, насколько устойчиво они окрашиваются реактивом Грама.
Первые обесцвечиваются при промывке, поскольку красителю не дает проникнуть внутрь клетки дополнительная внешняя мембрана. Инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, гораздо труднее вылечить, потому что белковые мишени традиционных антибиотиков оказываются спрятаны под этой мембраной. Отметим также, что сигнальная пептидаза I типа отщепляет от созревающих белков концевые фрагменты, без чего эти белки не могут добраться до «мест назначения» внутри бактериальной клетки.
У грамположительных бактерий этот фермент присутствует на поверхности клетки, а у грамотрицательных — под внешней мембраной. На его подавлении с помощью новых антибиотиков фармакологи пытаются сыграть в течение 20 последних лет.
Некоторые антибиотики, представляющие собой циклические пептиды, такие как колистин и даптомицин , используются как антибиотики последнего выбора при особо опасных инфекциях, когда все прочие антибиотики оказываются неэффективными и речь идет о жизни или смерти пациента.
Авторы обсуждаемой статьи сумели из смеси антибиотиков, вырабатываемой Streptomyces sp. INA-Ac-5812, очистить ранее неизвестные липогликопептидные антибиотики, которые получили название гауземицины A и B [2]. Первоначально они были описаны как способные к флуоресценции вещества с широким спектром антибактериального действия.
Как оказалось впоследствии, флуоресцентные свойства гауземицинов обусловлены наличием в них хлорированной аминокислоты 4-хлоро-L-кинуренина [3]. Ранее эту аминокислоту находили только у представителей одного семейства антибиотиков — таромицинов [4]. Вообще, структура гауземицинов оказалась удивительно необычной.
Они представляют собой макроциклические пептиды из 14 аминокислот, в том числе непротеиногенных и D-аминокислот в частности, в их состав входит D-лейцин в седьмой позиции. Некоторые структурные мотивы, найденные в гауземицинах, чрезвычайно редки для веществ природного происхождения. Например, в природных пептидах до сих пор не находили тирозина, гликозилированного пентозой.
Более того, в гауземицинах тирозин гликозилирован не чем-нибудь, а пентозой, известной как арабиноза, которая в природных гликопептидах почти не встречается. Так что гликозилирование тирозина арабинозой можно считать уникальной чертой гауземицинов среди всех веществ естественного происхождения. Гауземицины A и B отличаются друг от друга радикалом, прикрепленным ко второму остатку орнитина.
Рисунок 1. Структурные формулы и схема строения гауземицинов A и B [2] , рисунок адаптирован Как же синтезируется столь сложная молекула? Авторы работы нашли большой биосинтетический кластер генов, состоящий из 68 открытых рамок считывания, который обеспечивает синтез гауземицинов.
Среди этих рамок считывания есть синтетаза нерибосомных пептидов, содержащая 14 модулей, ответственных за включение в молекулы фрагментов с определенной аминокислотной последовательностью. Интерес представляло происхождение редких аминокислот в составе гауземицинов. Известно, что 4-хлор-L-кинуренин синтезируется из триптофана [5] , а изучение биосинтеза гауземицинов позволило доказать, что ранее не известная 3-амино-4-гидроксифенилмасляная кислота синтезируется их фенилаланина.
Для доказательства использовали элегантный метод: штамм-продуцент кормили фторированным фенилаланином и наблюдали включение атома фтора в состав этой уникальной аминокислоты. Чем же гауземицины могут помочь в борьбе с антибиотикорезистентностью? Благодаря своей чрезвычайно необычной структуре они обладают рядом свойств, выделяющих их среди прочих липопептидных антибиотиков.
Бактерии способны легко адаптироваться к антибиотикам, и сейчас уже существуют некоторые штаммы, резистентные к существующим препаратам. Одним из путей преодоления антибиотикорезистентности является поиск новых антибиотиков. Это тоже нелегкая задача: за последние десятилетия в клинику вошло лишь несколько новых препаратов, и механизмы большинства антибиотиков похожи на уже известные, к которым бактерии научились адаптироваться. Ранее небольшая компания NovoBiotic Pharmaceuticals совместно с микробиологами из Северо-Восточного университета США разработала устройство iCHip, которое позволяет культивировать некультивируемые бактерии.
Так можно назвать большинство существующих бактерий. Из-за того, что их нельзя выращивать в лаборатории, их не получается исследовать. Тем не менее, используя это устройство, ученые изолировали из песчаного грунта из Северной Каролины бактерию E. Carolina, которая вырабатывает антибиотик — кловибактин.
Так что по механизму действия гауземицины близки к антибиотику даптомицину, который, как и гауземицины, медленно убивает клетки, в отличие от антибиотика низина, который вызывает очень быструю гибель бактерий рис. Рисунок 2. Гауземицины и даптомицин вызывают гибель клеток за счет формирования в них пор. Можно видеть, как постепенно зеленый краситель проникает в клетки и окрашивает их ДНК. В качестве контроля использовали антибиотик низин, который сразу же вызывает образование пор в клеточных мембранах и приводит к полной гибели культуры бактерий.
Многолетние исследования механизма действия даптомицина показали, что даптомицин в присутствии ионов кальция формирует комплекс с липидом фосфатидилглицерином и некоторыми предшественниками клеточной стенки, в результате чего происходит делокализация аппарата биосинтеза клеточной стенки. Даптомицин вполне эффективен и против энтерококков, мембраны которых содержат много фосфатидилглицерина, а гауземицины, как мы помним, на энтерококков не действуют. Так каков же механизм действия гауземицинов? Почему спектр бактерий, на которые они действуют, так узок? Для ответов на эти вопросы необходимы дальнейшие исследования этих необычных антибиотиков.
Гаузе и одним из первых авторов исследования, о некоторых аспектах действия гауземицинов и их возможных перспективах в клинической практике. Ведь они же могут, теоретически, нарушать целостность и внешней мембраны, что вряд ли пойдет на пользу бактериям. По текущим данным он, как и даптомицин, реализует сложный механизм действия, требующий выполнения ряда условий. Более конкретно о мишени пока говорить рано, но для даптомицина ключевую роль играет липидный состав мембраны, весьма вероятно, для гауземицина специфичность обусловлена тем же принципом. При этом внешняя мембрана грамотрицательных бактерий сильно отличается от мембран грамположительных бактерий, в том числе и по липидному составу.
Спектр активности гауземицина узок даже среди грамположительных бактерий, по всей видимости, ему не удается ни повредить внешнюю мембрану грамотрицательных бактерий, ни преодолеть ее. На текущий момент мы видим, что его спектр активности уже, чем у применяемого антибиотика. Он может представлять интерес только как отечественный аналог известного препарата, однако его внедрение требует колоссальных финансовых затрат. Гауземицин интересен в первую очередь с научной точки зрения, так как понимание механизма его действия прольет свет и на даптомицин, а также позволит с помощью химической модификации получать полусинтетические производные с оптимизированной структурой и более востребованными в современной клинической практике свойствами. Литература O.
Lapchinskaya, G. Katrukha, E.
Из некультивируемой бактерии получен новый антибиотик
| В России утвердили новый стандарт лечения простуды. Из него убрали антибиотики | крупнейший информационный. |
| Ученые «Сириуса» создают антибиотики нового поколения. 9 марта 2023 г. Кубанские новости | В России зарегистрировали новый препарат для пациентов, устойчивых к антибиотикам. |
| ТОП 10 антибиотиков широкого спектра действия нового поколения | Российские ученые впервые за 20 лет открыли новое семейство природных антибиотиков, производимых почвенными бактериями стрептомицетами. |
| Впервые за десятки лет обнаружены новые антибиотики: Наука: Наука и техника: | Минздрав России утвердил новый стандарт лечения взрослых при острых респираторных вирусных инфекциях (ОРВИ). |
| Что за антибиотик иррезистин? | Авторы исследования отмечают, что разработка в перспективе позволит создать новые антибиотики и антибактериальные покрытия. |
Новые антибиотики группы A стрептограминов получают конструированием из блоков
Это новый антибиотик, сделанный методом молекулярного моделирования для решения проблемы антибиотикорезистентности, работа над ним началась еще до пандемии. У синтетического антибиотика выявлено серьёзное побочное действие. Это отличается от большинства других антибиотиков и может открыть новые направления для будущего лечения и разработки лекарств. Минздрав России утвердил новый стандарт медпомощи взрослым при острых респираторных вирусных инфекциях, из которого были исключены антибиотики. По словам главного внештатного уролога Дмитрия Пушкаря, он может использоваться в ассоциации с антибиотиками, а также самостоятельно, что приводит к ослаблению тех.
Химики нашли кандидата в антибиотики нового поколения
Антибиотик от искусственного разума оказался эффективным против самых лекарственноустойчиых бактерий. Убрав антибиотики, минздрав внес в стандарт дополнительные препараты. В частности, там появилось противовирусное средство с недоказанной эффективностью. Остатков антибиотика с действующим веществом джозамицин в России хватит примерно на полгода. Опытный фармацевт расскажет все об антибиотиках нового поколения, способах их применения, совместимости и лечения болезней на разных стадиях. У синтетического антибиотика выявлено серьёзное побочное действие.
Академик Гинцбург назвал сроки регистрации нового российского антибиотика
Но многие наверняка уже сталкивались с тем, что больничный оформляют на одну неделю, а затем при необходимости продлевают. Теперь это станет единым стандартом по всей России. Третий важный пункт: сократился список препаратов, которые разрешено назначать при ОРВИ. В их число вошли: противовирусные, противокашлевые и отхаркивающие препараты, муколитики, сосудосуживающие капли для носа, противомикробные и антисептики для местного применения, интерфероны и иммуномодуляторы. Многие врачи отрицают эффективность последних двух видов препаратов, но из перечня их убирать не стали. Все назначенные препараты теперь отображаются в системе ОМС, и на основе этого делаются выводы, на закупку каких лекарств стоит делать упор. Если вас удивляет, почему терапевт назначает слишком много различных препаратов, у врачей также есть свое объяснение.
У грамположительных бактерий этот фермент присутствует на поверхности клетки, а у грамотрицательных — под внешней мембраной. На его подавлении с помощью новых антибиотиков фармакологи пытаются сыграть в течение 20 последних лет. Читать также: ВОЗ обеспокоена ростом устойчивости бактерий к антибиотикам Особые надежды на этот счет связывались с открытием в 2007 году природных ариломицинов. Однако против грамотрицательных бактерий эти соединения оказались, вопреки ожиданиям, неэффективны.
Сначала полагали, что ариломицины попросту не проникают сквозь внешнюю мембрану. Однако вскоре выяснилось, что причина в ином: микроорганизмы быстро вырабатывают устойчивость к этим веществам за счет мутаций в структуре сигнальной пептидазы. Комментарий редакции Разработка полусинтетического ариломицина широкого спектра действия — подлинно революционное событие в медицинской химии. Достаточно сказать, что это первый антибиотик за последние 50 лет, подобранный к новой мишени: в течение полувека фармакологи в основном лишь варьировали структуру существующих лекарств.
Еще важнее, что новый антибиотик «обходит» традиционные механизмы, за счет которых грамотрицательные бактерии со временем приобретают лекарственную устойчивость почти ко всем препаратам.
Для ансамбля из десяти моделей, примененных к закрытым тестовым данным, площадь под кривой AUPRC составила 0,364, что свидетельствует о хорошей производительности при учете дисбаланса активных соединений в обучающих данных. Кривая AUPRC Area Under the Precision-Recall Curve - это графическое представление и метрика для оценки качества моделей классификации или ранжирования, особенно в задачах с несбалансированными классами или большим количеством ложноположительных результатов. Precision измеряет долю верно классифицированных положительных примеров относительно всех классифицированных положительных примеров. Recall измеряет долю верно классифицированных положительных примеров относительно всех действительно положительных примеров. При этом, наблюдалось снижение производительности, измеряемой по AUPRC для тестового набора у альтернативных моделей, включая ансамбль из десяти моделей Chemprop без использования RDKit. В целом, эти результаты показывают, что модели Chemprop с молекулярными характеристиками, вычисленными с помощью RDKit, дают многообещающие прогнозы активности антибиотиков и могут превзойти более простые и поверхностные модели глубокого обучения.
Модели цитотоксичности человеческих клеток Чтобы лучше определить соединения, селективные против изучаемых бактерий, были разработаны ортогональные модели, предсказывающие цитотоксичность в клетках человека. Ортогональные модели являются специальным видом моделей, используемых в математике, статистике и анализе данных. Они характеризуются свойством ортогональности, что означает независимость и неперекрываемость компонентов модели. В контексте многомерного пространства, ортогональные модели связаны с ортогональными базисами, где каждая компонента измерение модели независима от остальных, и изменение одной компоненты не влияет на другие. Это обеспечивает более простой анализ данных и интерпретацию результатов. Был проведен контрскрининг обучающего набора из 39,312 соединений на цитотоксичность в клетках карциномы печени человека HepG2 , клетках скелетных мышц человека HSkMCs и клетках фибробластов легких человека IMR-90. Жизнеспособность клеток измеряли после 2-3 дней обработки каждым соединением в концентрации 10 мкМ, которая соответствует и широко используется в культурах клеток человека.
Как и выше, эти данные были использованы для обучения бинарных классификационных моделей, предсказывающих вероятность того, является ли новое соединение цитотоксичным для клеток HepG2, HSkMCs или IMR-90, на основе химической структуры соединения. Для ансамблей из 10 моделей Chemprop, обученных и проверенных, а затем протестированных на тех же данных, значения AUPRC для моделей составили 0,176, 0,168 и 0,335, соответственно. Это свидетельствует о положительной, но менее предсказуемой эффективности, чем у моделей для антибиотической активности, что может быть обусловлено более строгими критериями для объявления соединений нецитотоксичными. Фильтрация и визуализация химического пространства После удовлетворения эффективностью наших моделей, исследователи переобучили ансамбли из 20 моделей Chemprop на всех обучающих наборах данных, в результате чего были получены четыре ансамбля, предсказывающие активность антибиотиков, цитотоксичность HepG2, цитотоксичность HSkMCs и цитотоксичность IMR-90. Ансамбли были применены для прогнозирования антибиотической активности и цитотоксичности 12 076 365 соединений, включая 11 277 225 соединений из базы данных Mcule purchasable, в которой большинство соединений можно легко приобрести, не прибегая к собственному химическому синтезу, а также 799 140 соединений из базы данных Broad Institute. PAINS Pan-Assay Interference Compounds и Brenk substructures — это наборы подструктур, которые могут вызывать нежелательные эффекты или ложноположительные результаты в биологических экспериментах. PAINS является набором химических структурных фрагментов, которые часто обнаруживаются в молекулах, проявляющих побочную активность.
Brenk substructures представляют собой схожий набор подструктур, разработанный для выявления химических групп, которые часто связаны с нежелательными свойствами молекул, такими как токсичность, незаурядность или проблемы с разработкой лекарств. Наконец, оставшиеся соединения фильтруются на предмет структурной новизны, определяемой коэффициентом сходства Танимото — менее 0,5 по отношению к любому активному соединению в обучающем наборе данных. Коэффициент Танимото является метрикой, используемой для оценки сходства между двумя множествами или наборами данных преимущественно для молекул и генов. Коэффициент Танимото вычисляется как отношение числа общих элементов между двумя наборами к общему числу элементов в обоих наборах. Он может принимать значения в диапазоне от 0 до 1, где 0 означает полное отсутствие сходства, а 1 обозначает полное совпадение. Он позволяет отображать сложные многомерные данные на двух- или трехмерную плоскость, сохраняя при этом важные отношения и структуру в данных. Алгоритм t-SNE основывается на концепции близости объектов: близкие объекты в исходном пространстве имеют более высокие шансы быть близкими и после проекции на низкоразмерное пространство.
Диаграмма с использованием алгоритма t-SNE t-distributed neighbor embedding показывает соединения с высокими и низкими оценками прогноза антибиотиков, а также соединения из обучающего набора данных при разных пороговых значениях оценки прогноза. Данная диаграмма позволяет визуализировать химическую схожесть или различие представленных соединений. Активные соединения из обучающего набора данных красные точки в основном разделяют соединения с высокими оценками прогнозов зеленые, черные и фиолетовые точки от соединений с низкими оценками прогнозов коричневые точки Особое замечание: как указано в t-SNE, несколько найденных веществ структурно отличаются от активных соединений в обучающем наборе, что указывает на то, что разработанные модели обобщаются на невидимые химические пространства. Обоснование прогнозов классов антибиотиков Так как графовые нейронные сети делают прогнозы на основе информации, содержащейся в атомах и связях каждой молекулы, исследователи предположили, что соединения с высокими оценками прогноза антибиотической активности содержат подструктуры «обоснования» , которые в значительной степени определяют их оценки. Выявление таких обоснований обеспечило бы гарантии объяснимости модели для интересующих нас результатов. Оценка прогноза антибиотической активности для любого найденного вещества могла бы быть прямо отнесена к его обоснованию, так, что обоснование или же рационал , рассматриваемое самостоятельно как молекулярный вход в Chemprop, сразу бы обладало высокой оценкой прогноза антибиотической активности. Возможность классификации таких обоснований сделала бы прогнозы Chemprop более понятными для людей и позволила бы последующий анализ подструктур с помощью машинного обучения.
Учитывая обученные модели Chemprop, удалось вычислить такие обоснования с помощью алгоритмов поиска на основе графов.
Без немедленных действий мы рискуем вернуться в эпоху до открытия антибиотиков, когда обычные инфекции становились смертельными. Однако на горизонте есть лучи надежды. Ученые работают над новыми вакцинами против распространенных инфекций, устойчивых к лекарствам, таких как гонорея или вызывающая диарею Shigella. Существующие некоммерческие программы, такие как CARB-X, показали успехи в мотивировании фармацевтических компаний разрабатывать новые антибиотики.
А законодатели в США надеются скоро принять Закон Пастера, предназначенный для дополнительного ускорения разработки. Однако все это лишь минимальные активности, которых недостаточно для предотвращения бактериального апокалипсиса в долгосрочной перспективе. Больше статей на Shazoo.
новые антибиотики в лечении пневмоний, вызванных грам-отрицательными резистентными бактериями
Эффективность антибиотиков снижается из-за повышения сопротивляемости к антибиотикам у бактерий. На сайте вы найдете много полезной информации по антибиотикам и антимикробной терапии. В Евросоюзе одобрили новый препарат от компании Pfizer для борьбы с так называемыми грамотрицательными бактериями — именно у них чаще всего проявляется устойчивость к. Очевидно, новые рекомендации направлены на то, чтобы ограничить применение антибиотиков настолько, чтобы уменьшить развитие устойчивости к ним у бактерий”. Авторы исследования надеются, что их открытие поможет запустить линейку антибиотиков нового поколения.
Фузобактериальная инфекция привела к эндометриозу яичников
от 7 до 14 дней. Фармацевтический гигант GSK (бывший GlaxoSmithKlein) предложил настолько удачный новый антибиотик, что его клинические исследования были остановлены. В то же время устойчивость бактерий к антибиотикам, по его словам, нарастает «из-за снижения темпов разработки новых антибиотиков и нарушения правил применения существующих». Почти все новые антибиотики и другие противомикробные лекарства, которые появились на рынке в последние десятилетия, – это лишь разновидности ранее открытых препаратов.