Российские ученые побороли лекарственную устойчивость грибков

Учёные из НИИ физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского (МГУ) нашли способ подавить устойчивость грибов к антигрибковым препаратам. На его основе планируется разработка новых, особо эффективных противогрибковых средств. Соответствующая работа опубликована в журнале FEMS Yeast Research.

Как и в случае с бактериями и антибиотиками, массовое применение антимикотиков (противогрибковых средств) привело к возникновению постоянно растущего числа патогенных грибов, устойчивых к существующим препаратам. До определённого момента у грибов появлялись лишь мутации, дающие устойчивость к отдельным антимикотикам. Однако со временем обнаружились и такие, что делали грибок нечувствительным сразу к большому их числу (множественная лекарственная устойчивость).

Одним из основных механизмов такой устойчивости является сверхактивация так называемых ABC-переносчиков. ABC-переносчиками называют мембранные ферменты клетки, выкачивающие из неё нежелательные вещества. Обычно переносчики специализированы, но есть среди них и универсалы, способные выбрасывать из клетки молекулы самых разных химических веществ. Множественная лекарственная устойчивость среди грибов главным образом зависит от работы мутировавших ABC-переносчиков, научившихся выкидывать молекулы антигрибковых препаратов, попавшие вглубь клетки. Как только штамм гриба получает такую мутацию, он сразу начинает бурно размножаться, ведь окружающие штаммы гибнут от антимикотиков, расчищая устойчивому к ним грибу жизненное пространство.

Для того чтобы понять как действует этот механизм защиты, исследователи из МГУ решили детально изучить, что конкретно происходит внутри клеток грибков, которых атакуют противогрибковые препараты. Для этого они взяли пекарские дрожжи — стандартный объект исследования в этой области, вроде белых мышей среди млекопитающих — и обработали их антимикотиками и алкил-родаминами — пигментами, светящимися флуоресцентным светом под действием внешнего источника излучения. Облучая алкил-родамины, учёные как бы подсвечивали всё, что происходило внутри клеток дрожжей. АBС-переносчики пытались выкинуть из клетки и "подсветку", но в силу высокой гидрофильности молекулы пигментов почти сразу попадали обратно — внутрь мембраны грибковой клетки.

С помощью такой "подсветки" учёным удалось выяснить, что в присутствии алкил-родаминов АBС-переносчики гораздо хуже справляются с выносом противогрибковых средств вовне. Пытаясь избавиться от молекул пигментов, переносчики почти сразу же сталкивались с выброшенными алкил-родаминами вновь. Выкидывать их за пределы клеточной мембраны оказалось сизифовым трудом — из-за гидрофильности только что удалённая молекула едва ли не мгновенно возвращалась на прежнее место. В итоге всё время АBС-переносчиков уходило на этот неблагодарный труд, а на борьбу с антимикотиками его уже не оставалось. Лучше всего подавлять механизмы защиты грибов удалось с помощью октил-радомина.

Как отмечает ведущий автор работы Дмитрий Кнорре, новый механизм подавления можно применить и без красящих веществ. Для использования совместно с антимикотиками (тем же клотримазолом) вполне можно подобрать и бесцветное гидрофильное вещество, выполняющее ту же функцию.

Грибковые заболевания являются одним из наиболее распространённых типов болезней кожных покровов. По состоянию на 2010 год от них страдало более 900 миллионов человек по всему миру. Если в России наиболее распространёнными из них являются кандидоз и пёстрый лишай, то в более тёплых странах часты заболевания тропическими микозами, иногда имеющими довольно тяжёлые последствия. В последние годы борьба с грибками многих штаммов серьёзно затруднена из-за приобретённой ими мощной лекарственной устойчивости.