Ученым удалось расшифровать уникальные для распространенных грибков Candida albicans участки на рибосомах. Их можно будет использовать как мишени для разработки препаратов нового поколения.

Найти такие мишени удалось исследователям Казанского (Приволжского) федерального университета, Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр РАН»  и Московского физико-технического института в сотрудничестве с международными коллективами ученых из Франции, Нидерландов и США.

Используя метод криоэлектронной микроскопии, они впервые определили структуру рибосомы C. albicans с атомарным разрешением (2,3 ангстрема, что меньше, чем размер молекулы воды), а также структуры комплексов рибосомы с четырьмя известными антибиотиками: циклогексимидом, филлантозидом, анизомицином и бластицидином.

Эксперты обнаружили, что при взаимодействии с рибосомой грибка молекула циклогексимида принимает другую конформацию, не проникая так глубоко, как у человеческой рибосомы.

Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи, поэтому на данный момент не существует лекарств, которые избирательно блокируют грибковые рибосомы.

Авторы нового исследования впервые обнаружили специфичные по своему строению участки рибосомы C. albicans, которые отличаются от человеческой рибосомы. Ученым удалось объяснить причину устойчивости грибка к циклогексимиду. У C. albicans, в отличие от дрожжей или человека, есть замена всего одной аминокислоты в молекуле белка, который входит в состав рибосомы и чья боковая группа расположена рядом со связывающим препарат «карманом». В результате циклогексимид просто не может провзаимодействовать со своей мишенью и заблокировать ее работу. Имея информацию об отличии в расположении атомов этого «кармана» C. albicans, можно изменить структуру молекулы антибиотика так, чтобы он мог избирательно связываться с рибосомами грибков.

Полученные результаты создают основу для разработки новых высокоселективных противогрибковых препаратов. Это позволит не только сделать эффективнее терапию вызванных грибком инфекций, но и снизить вероятность побочных эффектов.  

Candida albicans – наиболее часто встречающийся патогенный грибок у людей. Он вызывает множество как поверхностных (поражающих кожные или слизистые покровы), так и внутренних инфекций (кандидоз). Их лечение занимает много времени и требует применения достаточно дорогих лекарств. Но главная опасность состоит в том, что дрожжеподобные грибки начали с большой скоростью вырабатывать устойчивость к современным лекарственным препаратам, подавляющим рост и размножение патогенных микроорганизмов.

С результатами работы, поддержанной грантами Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), можно ознакомиться на страницах журнала Science Advances.