Учёные из Каролинского института (Швеция) вынесли на суд общественности новый принцип борьбы с бактериальными инфекциями. Механизм противомикробной активности новых препаратов должен быть основан на селективном блокировании в клетках тиоредоксинной системы, которая играет ключевую роль в процессах роста определённых бактерий. Исследователи искренне надеются, что грядущий антибиотик позволит лечить желудочную язву, туберкулёз и золотистый стафилококк (MRSA).

Тиоредоксинная система, имеющаяся во всех клетках, позволяет создавать новые молекулы ДНК (генетический материал). Кроме того, она является частью защиты клетки от так называемого окислительного стресса, который возникает в случае резкого повышения концентрации кислородных радикалов или любых других окислителей. Такое случается, например, при атаке лейкоцитов на бактерии и может повлечь за собой повреждение или смерть микроба.

Самыми важными компонентами тиоредоксинной системы считаются два фермента — собственно тиоредоксин и тиоредоксин-редуктаза.

• Первый, попросту говоря, необходим для создания «строительных кирпичиков» будущей новой ДНК, а
• второй следит за тем, чтобы тиоредоксин всё время оставался активным.

Рис. 1. Инфекция золотистого стафилококка (фото Gregory Moran).

Кроме того, в клетках высших животных (в частности млекопитающих и, отдельно, человека), а также некоторых особо жизнеспособных бактерий в качестве «запасного колеса» существует во многом аналогичный тиоредоксинной системе процесс, основанный на работе фермента глутаредоксина.

Тиоредоксинный и глутаредоксинный процессы способны подменять друг друга при проблемах с одним из них. И вот тут нам невероятно повезло: у многих опасных бактерий этого «запасного колеса» нет.

Так, бактерия Helicobacter pyloriHelicobacter pylori (вызывающая язву желудка), палочка Коха (туберкулёз) и стафилококк золотистый наделены лишь тиоредоксинной системой. Это и есть та самая ахиллесова пята, о которой говорят зоркие шведы. Все эти бактерии, выходит, беззащитны перед ингибиторами тиоредоксина или тиоредоксин-редуктазы.

Блокирование тиоредоксинной системы бактерий, расплодившихся в организме человека, может привести к блокированию той же системы и в клетках пациента, но благодаря «запасному» глутаредоксинному процессу не должно повлечь за собой каких-либо излишних негативных последствий. Кроме того, химическое строение тиоредоксин-редуктазы серьёзно отличается от структуры аналогичного фермента человека, что даёт дополнительную уверенность в возможности разработки безопасного для нас антибиотика, выключающего тиоредоксинную систему бактерий.

В качестве модели для проверки идеи учёные выбрали экспериментальный препарат эбселен, проходящий испытания в качестве средства при инсультах, и слегка генетически подправленный штамм бактерии E. coli (который иначе никак не реагирует на присутствие эбселена). Дело в том, что в ходе клинических испытаний эбселен продемонстрировал неожиданный побочный эффект: он оказался способен в некоторой степени блокировать тиоредоксин-редуктазу (не слишком хорошо, но для первичного изучения механизма действия и это хлеб). В результате удалось показать, что

бактерии с выключенной глутаредоксинной системой становятся куда более чувствительными к действию эбселена, чем те, у которых эта запасная система полностью функциональна.

Важно и то, что злополучный золотистый стафилококк, а также устойчивый к действию антибиотиков штамм туберкулёза оказались чувствительны к воздействию эбселена. Подробности исследования опубликованы в FASEB Journal.