Ученые Казанского федерального университета разрабатывают новый вид антибиотика

Группа молодых ученых Казанского федерального университета под руководством кандидата физико-математических наук, старшего научного сотрудника лаборатории структурной биологии Института фундаментальной медицины и биологии Константина Усачева выиграла в конкурсе Российского научного фонда «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых».

В течение трех лет в рамках Президентской программы на финансирование проекта «Структурный и функционально-генетический анализ фактора элонгации EF-P и инициаторного комплекса патогенной бактерии Staphylococcus aureus» предусмотрено выделение по 5 млн рублей ежегодно.

Направление, в котором ведется исследование, называется «Структурная биология» и создается в Казанском университете с 2014 года — в том же году была создана соответствующая лаборатория. Над проектом, выигравшим грант, с прошлого года работают шесть ученых КФУ, представляющих Институт физики и Институт фундаментальной медицины и биологии, а также по одному специалисту из Института белка в Пущино и Страсбургского университета.

Константин Усачев сообщил, что проект посвящен изучению с атомарным разрешением 3D-структуры специфичного белка «элонгационного фактора P», который есть у золотистого стафилококка (это бактерия, которая имеет правильную шарообразную форму и относится к группе грамположительных неподвижных кокков). Данный белок помогает рибосоме в процессе синтеза белков с полипролиновыми участками (когда в цепи белка несколько раз подряд идет аминокислота пролин), которые в свою очередь наиболее часто являются факторами вирулентности. Остановка механизма синтеза таких белков в клетке позволяет убивать клетки патогенна не затрагивая клетки человека. Небольшие химические молекулы, которые это делают, называются антибиотиками. Визуализация в 3D-формате процессов на атомарном уровне – это первый шаг на пути создания антибиотиков.

«У различных организмов есть небольшие отличия в 3D-структуре компонент белок-синтезирующего аппарата клетки. Эти различия у организмов сложились в течение эволюции. И наша основная идея — найти отличия в 3D-структуре стафилококковой системы от человеческой. Потом, исходя из этих отличий, можно будет подобрать антибиотики, которые будут направленно работать только против стафилококка. Это необходимо, чтобы у лекарств была высокая селективность — тогда они не будут затрагивать человеческие клетки, а бить только по стафилококковой инфекции». По словам ученого, в настоящий момент нет эффективного антибиотика против золотистого стафилококка. Встречаются штаммы, которые совершенно не восприимчивы к антибиотикам. Нередко бывают случаи, когда пациенты лежат в больнице со своими заболеваниями и, имея ослабленный иммунитет, подхватывают внутрибольничные стафилококковые инфекции, в итоге умирая от пневмонии.

Усачев подчеркнул, что конечная цель проекта — создать новые антибиотики, которые будут работать целенаправленно против стафилококка. По оценке ученого, около трех лет потребуется на изучение аппарата синтеза белка стафилококка. После чего можно будет приступить к разработке антибиотика направленного действия совместно с фармацевтами и медиками.

По словам собеседника, средства гранта планируется направить на закупку расходных материалов — реактивов для выделения белков, лабораторного оборудования, зарплаты сотрудников и командировки молодых ученых на стажировки в ведущие исследовательские центры Германии и Франции.