Одно из самых важных достижений современной медицины — это антибиотики. С их помощью миллионы людей по всему миру ежедневно лечат большой спектр заболеваний: от простуды и гриппа до рака и артрита. Но есть проблема: появляются смертельно опасные патогены, устойчивые ко всем существующим антибиотикам. Почему?
Микроорганизмы в нашей среде, такие как бактерии, обитающие в почве, развили ферменты нерибосомальных пептидных синтетаз (NRPS), которые собирают аминокислоты в пептидные продукты, обладающих мощной антибиотической активностью. Многие из наиболее терапевтически важных антибиотиков получены из этих ферментов NRPS — тот же самый пенициллин, например.
Одним из решений может стать создание особых антибиотиков, способных обойти механизмы устойчивости патогенов. Изучением подобного варианта и занимались исследователи из Манчестерского университета: они обнаружили новый способ манипулирования ключевыми ферментами в бактериях, который может проложить путь к созданию нового поколения антибиотиков.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, описывает, как редактирование генов CRISPR-Cas9 может быть использовано для создания новых ферментов нерибосомальных пептидных синтетаз (NRPS), которые обеспечивают доставку клинически важных антибиотиков.
Команда говорит, что процесс редактирования генов может быть использован для производства улучшенных антибиотиков и, возможно, приведет к разработке новых методов лечения, помогающих в борьбе с устойчивыми к лекарствам патогенами и болезнями в будущем.
Джейсон Миклфилд, профессор Манчестерского института биотехнологии, объясняет:
Появление устойчивых к антибиотикам патогенов - одна из самых больших угроз, с которыми мы сталкиваемся сегодня. Разработанный нами подход к редактированию генов — это очень эффективный и быстрый способ конструирования сложных ферментов, которые могут производить новые антибиотические структуры с потенциально улучшенными свойствами.
Нерибосомальные пептидные антибиотики представляют собой очень сложные структуры, которые трудно и дорого производить обычными химическими методами. Для решения этой проблемы команда из Манчестера использует редактирование генов для инженерии ферментов NRPS — это приводит к созданию новых сборочных линий, которые могут поставлять новые пептидные продукты.
Теперь мы можем использовать редактирование генов для внесения целевых изменений в сложные ферменты NRPS [...] Мы с оптимизмом смотрим на то, что наш новый подход может привести к новым способам создания улучшенных антибиотиков, которые срочно необходимы для борьбы с появляющимися патогенами с лекарственной устойчивостью, — заключает Миклфилд.