Исследователи в Рокфеллеровском университете нашли путь вокруг этих проблем, как бы то ни было. При помощи вычислительных методов, чтобы определить, какие гены в геноме микроба должны произвести антибиотические комплексы и затем синтезирующий те комплексы сами, они смогли обнаружить два многообещающих новых антибиотика, не имея необходимость к культуре единственную бактерию.Команда, которая была во главе с Шоном Брейди, главой Лаборатории Генетически Закодированных Маленьких Молекул, начала, траля общедоступные базы данных для геномов бактерий, которые проживают в человеческом теле. Они тогда использовали специализированное программное обеспечение, чтобы просмотреть сотни тех геномов для групп генов, которые, вероятно, произведут молекулы, известные как нерибосомные пептиды, которые формируют основание многих антибиотиков.
Они также использовали программное обеспечение, чтобы предсказать химические структуры молекул, которые должны произвести кластеры генов.Раскапывание humimycins
Программное обеспечение первоначально определило 57 потенциально полезных кластеров генов, которые исследователи веяли вниз к 30. Брейди и его коллеги тогда использовали метод, названный синтезом пептида твердой фазы, чтобы произвести 25 различных химических соединений.Проверяя те комплексы против человеческих болезнетворных микроорганизмов, исследователи успешно определили два тесно связанных антибиотика, которые они назвали humimycin A и humimycin B. Оба найдены в семействе бактерий под названием Rhodococcus – микробы, которые никогда не приводили ни к чему напоминающему humimycins когда культурные использующие традиционные лабораторные методы.humimycins оказался особенно эффективным против бактерий Стафилококка и Стрептококка, которые могут вызвать опасные инфекции в людях и склонны становиться стойкими к различным антибиотикам.
Дальнейшие эксперименты предложили, чтобы humimycins работали, запрещая фермент, что использование бактерий, чтобы построить их клеточные стенки – и однажды тот путь строительства клеточной стенки прервано, бактерии умирают.Подобный способ действия используется бета лактамами, широким классом обычно прописываемых антибиотиков, эффект которых часто уменьшается, поскольку бактерии развивают способы сопротивляться им. Все же ученые нашли, что один из humimycins мог использоваться, чтобы повторно делать чувствительным бактерии к бета лактамам, которые они ранее перехитрили.
Синергетические эффектыВ одном эксперименте они выставили бета лактам стойкие микробы Стафилококка humimycin в сочетании с антибиотиком бета лактама, и ошибки еще раз уступили. Замечательно, это сохранялось, даже когда humimycin имеемый небольшой эффект отдельно – результат, который Брейди приписывает тому, что оба комплекса работают, прерывая различные шаги в том же самом биологическом пути.
«Это похоже на взятие шланга и зажимание его в двух местах», говорит он. Даже если никакая петля не останавливает поток в целом самостоятельно, «в конечном счете, больше воды не проникает».Чтобы далее проверить то суждение, Брейди и его коллеги заразили мышей бета лактамом стойким штаммом золотистого стафилококка, микроба, который часто вызывает устойчивые к антибиотикам инфекции в пациентах больницы. Мыши, которых впоследствии рассматривали со смесью, содержащей и humimycin A и антибиотик бета лактама, жили намного лучше, чем те, с которыми относятся только один препарат или другой – открытие, которое могло указать к новому режиму лечения для людей, зараженных бета лактамом стойкий S. aureus.
Брейди надеется, что это открытие вдохновит ученых взрывать геномы бактерий для большего количества молекул, которые могли привести к столь же полезным результатам. И он надеется применить свои методы ко многим бактериальным разновидностям, которые лежат за пределами человеческого микробиома, и это могло бы питать их собственные молекулярные сокровища – не говоря уже о еще большем числе бактерий, геномы которых еще не были упорядочены, но это, несомненно, будет со временем.