Евгений Нудлер победил смерть

Новое открытие совершает революцию в борьбе с микробами: теперь нам не нужны новые антибиотики, потому что снова будут работать старые. Это очень кстати, ведь в последние годы микробы приспосабливаются быстрее, чем мы придумываем новые лекарства

Фото: Getty Images/Fotobank
Фото: Getty Images/Fotobank
+T -
Поделиться:

 

В журнале Science вышла сенсационная статья, которая вызвала сотни новостных публикаций по всему миру. Дело в том, что Евгений Нудлер придумал, как отключать у бактерий защиту, которую бактерии применяют против антибиотиков, которые мы применяем против бактерий. Уф... Сейчас все объясню.

Как известно, микробы все стремительнее приспосабливаются к антибиотикам. Лекарства, которые служат нашей главной защитой на этой планете, перестают работать. Все больше появляется устойчивых, или, как говорят, резистентных к антибиотикам возбудителей — и прогнозы неутешительны: бактерии приспосабливаются быстрее, чем появляются новые классы лекарств.

А что если сосредоточиться на самом явлении резистентности? Как бы нам сломать систему бактериальной защиты? Для этого нужно понять, как умирают бактерии и как они успевают спастись.

Представьте себе бактерию сибирской язвы в виде противного вам человека, например начальника на работе. Антибиотиков разных классов придумано много, они ломают у начальника самые разные механизмы, нужные ему для жизни: какие-то отключают почки, другие — печень, третьи портят кровь. Эти неприятности наносят начальнику урон, но помрет он, только когда остановится сердце или дыхание. Антибиотики же подталкивают к этой грани: без почек, печени и с плохой кровью долго не проживешь.

Аналогом «остановки сердца» у бактерий является так называемый оксидативный стресс — итог работы любых антибиотиков. Клетка микроба переполняется перекисью, которая портит ДНК, клетка не успевает чинить свою ДНК и погибает.

Евгений Нудлер установил еще в прошлом году, что резистентные бактерии защищаются от оксидативного стресса при помощи простой молекулы оксида азота (NO), который они способны выделять в ответ на удары судьбы. Что-то вроде живой воды: попил микроб этого эликсира — и никакого оксидативного стресса.

И тогда дело плохо: стоит убрать антибиотик, и микроб снова станет размножаться. Приходится повышать дозы лекарства и длительность его применения. Но, увы, и та и другая мера имеют предел — из-за токсичности антибиотика уже для нашего организма.

Итак, NO — главное оружие бактерий и главная угроза для нас. Откуда они берут NO? В их клетках работает особый фермент под названием NOS (NO-synthase, NO-синтаза) — запрограммированная в генах машина для производства NO.

Схематическое изображение фермента NOS, который защищает микробов от действия антибиотиков

Следующий шаг логичен, ему как раз и посвящена новая публикация в журнале Science. Евгений вывел бактерий-мутантов, у которых в генах нет фермента NOS. Такие бактерии умирали от антибиотиков, к которым были устойчивы их «нормальные» предки.

Раз так, то остается найти лекарство, отключающее NOS; но, поразительным образом, оно уже оказалось найдено. Есть вещества — ингибиторы NOS, которые не дают NOS нормально работать; более того, их уже почти применяют в медицине. Дело в том, что на этот роковой NOS замкнулся другой многолетний поиск — лекарств от аутоиммунных заболеваний (почему эти две совершенно независимые истории сошлись в одной точке — предмет для отдельного рассказа). Скоро Евгений поставит эксперимент, в котором NOS будет подавлен уже не генетически, а как раз таким лекарством — и задача будет окончательно решена.

Если все выйдет, как планируется, в медицине произойдет переворот. В случае трудных инфекций больным будут одновременно вводить антибиотик и ингибитор NOS. И дозы будут низкие, и тип антибиотика любой: оставленные без NOSа, бактерии не смогут избежать смерти от оксидативного стресса.

В открытии Евгения Нудлера есть завораживающий философский нюанс. Фермент NOS есть у всех бактерий — похоже, это их древнее оружие. От кого они защищались, пока мы не изобрели антибиотики? От антибиотиков, конечно же! Ведь антибиотики выделяются нами из почвенных грибов и бактерий — эти яды служат и служили микроорганизмам в конкурентной борьбе миллионы лет. В ХХ веке мы приспособили эти яды себе на пользу — и стали жить вдвое дольше. Бактерии не замедлили с ответом — и пустили в ход NOS.

Работа Евгения Нудлера переворачивает очередную страницу в этой истории: будто вернувшись в глубь веков, он разглядел роль NOS еще в той, доисторической конкуренции между микроорганизмами — и выбил оружие из рук врага. Теперь мы получаем передышку в борьбе. Похоже, надолго.

 

Комментировать Всего 24 комментария

Здорово! Встречались с Евгением в прошлом году на "клубе Форбс", помнится еще тогда подумал, что большой плюс, что такой выдающийся ученый работает над проблемой долголетия - шансы на положительный результат возрастают.  

Рад вашему успеху, Евгений, поздравляю и желаю успешных дальнейших исследований и клинических испытаний.  

Когда можно будет зайти в аптеку и купить такое лекарство в любое время суток? 

Чтобы применять вместе с антибиотиками - нужны будут дополнительные клинические исследования, на что уйдет время - но гораздо меньше, чем обычно, потому что для другого применения это лекарство уже почти одобрено.

и будете вы стерильненькие... аж жуть...

Вы имеете в виду возможную гибель флоры в кишечнике?

а у нас только в кишечнике флора? что говорит на этот счет биологическая наука? и что потом делать с грибами?

Но можно же вводить ингибиторы NOS в кровь, и тогда флора не пострадает.

а кровь разве стерильная? это еще похоже на локальное облучение...

а что касается "...жить вдвое дольше..." - читайте замечательную историю доктора зиммельвейса... это и есть причина увеличения продолжительности жизни, правда - статистическая... у него на доказательство правоты ушло 30 лет борьбы с врачебным сообществом... а антибиотики - ни при чем...

Не могли бы Вы рассказать нам подробнее об этой теории?

он просто предлагал мыть руки и менять пеленки у рожениц... использовал для мытья хлорку... это резко снизило смертность у рожениц и детей... а дальше - статистика...

Женя, 

я, хоть, и во Флоренции, но все равно тебе завидую! 

а я сейчас в холодном Оксворде и тебе завидую

Здорово! А расскажи, как действуют на наш организм эти блокаторы НОСа. А еще: есть же в нас полезные нам бактерии с этой своей защитой, что с ними будет?

Очень хорошие два вопроса - я задавал их Жене. Ведь гениальность открытия антибиотиков в том, что они убивают бактерий, и не убивают животных - т.е. нас. То есть для нас они тоже токсичны, но есть достаточная избирательность.

1. NOS есть и у нас, т.к. в наших клетках тоже вырабатывается NO; причем у нас целых три разных NOSa. Во-первых ингибитор отключает избирательно - только один из NOSов. И про него Женя уверен, что несколько дней можно без него пожить - мыши живут - особенно если есть угроза жизни.

2. Хорошие бактерии в кишечнике: антибиотик убивает лишь малую их часть, потому что успевает всосаться в кровь - которая доставляет его в легкие и прочие пострадавшие органы. Я думаю, ингибитор NOS надо давать прямо в кровь - чтобы исключить последствия для флоры. Интересно, что думает Женя.

Почему это не идет первой строкой в новостях? Важнейшее же открытие, если его важность оценивать по количеству спасенных

Если гуглить англоязычные ресурсы - было много сообщений, сотни.

Molodez!!!

Zhenya, molodez! Ochen' interesno! I ya ochen' rad etomu bol'shomu uspehu. Eto deystvitel'no perevorot.

Dlya menya interesen i evoluzionniy aspekt. Ne buduchi biologom, ya ne znal o NOS - i menya porazila izobretatel'nost' bakteriy, kotorye nashli takoe chudesnoe sredstvo bor'by za suschestvovanie. Genial'niy focus prirody... Interesno, ispol'zuyutsya li drugie vosstanoviteli - naprimer, CO ili H2S? (hotya CO dolzhen byt' yadovit dlya aerobnyh bakteriy).

Привет! Все никак руки не доходили ответить. Идея с H2S  замечательная. Мы на самом деле етим сеичас занимаемся. Почти во всех бактериях естъ гены отвечающие за синтез H2S и никто не знает зачем они им нужны. Очень может быть, что ето еще одна универсальная система защиты. Мы уже выбили один такои ген в anthrax и скоро узнаем будет ли ожидаемыи эффект. Что касается CO то бактерии его так просто не делают, а вот млекопитающие делают и он деиствует схожим образом с NO. 

Я не биохимик, но мне козалось бы более логичным предположить, что за устранение оксидативного стресса все же отвечают скорее какие-то ферменты, например класса пероксидаз, чем оксид азота. И кинетика там более благоприятная, и интермедиаты и конечные продукты безвредны. NO   в первую очередь все же медиатор широкого спектра действия, а не субстрат. И ингибирование NOS  возможно потенцирует действие антибиотиков или за счет нарушения механизма разложения избыточных пероксидов или дает кумулятивный эффект как дополнительный стрессовый для бактерий фактор.

Однако, СО не будет восстанавливать перекись, редокс-потенциала не хватит,  а сульфиды являются  ядами из-за их способности к  ингибированию ферментов и влиянию на конформацию белков.