Липосомы усилили действие противогрибковых препаратов
Ученые показали, что эхинокандины могут не только мешать грибам строить клеточную стенку, но и разрушать их мембраны. Липосомы помогли доставить препараты прямо к оболочке грибковой клетки и повысили их активность против Candida в 4–64 раза.
Источник: Светлана Ефимова / ИНЦ РАН / Новости науки. Коллектив исследователей из Института цитологии РАН
МОСКВА, 11 июня. /Новости науки/. Российские ученые выяснили, что противогрибковые препараты из группы эхинокандинов становятся заметно эффективнее, если поместить их в микроскопические мембранные пузырьки — липосомы. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Cell Death Discovery.
Грибковые инфекции, в том числе кандидозы и аспергиллезы, часто опасны для людей с ослабленным иммунитетом. В группе риска находятся пациенты после тяжелых вирусных и бактериальных инфекций, люди, принимающие иммуносупрессоры, а также некоторые виды химиотерапии.
Проблему усиливает лекарственная устойчивость. Болезнетворные грибки, как и бактерии, все чаще становятся менее чувствительными к существующим препаратам. Поэтому ученые ищут способы усилить уже известные лекарства и снизить риск появления устойчивых штаммов.
Исследователи из Института цитологии РАН в Санкт-Петербурге и НИИ по изысканию новых антибиотиков имени Г. Ф. Гаузе в Москве изучили эхинокандины. Это группа широко применяемых препаратов против грибковых инфекций.
Раньше считалось, что эхинокандины действуют главным образом на клеточную стенку грибов. Они блокируют фермент, который нужен для ее построения. Однако некоторые работы указывали, что у этих препаратов может быть и второй механизм действия — повреждение мембраны грибковой клетки.
Авторы новой работы проверили это на искусственных моделях, которые имитируют оболочки грибковых клеток. Опыты показали, что эхинокандины способны встраиваться в мембрану, менять ее структуру и делать ее более жидкой. Кроме того, молекулы препаратов создавали в мембране поры. Через такие каналы из живой клетки могут выходить жизненно важные вещества.
«Компьютерное моделирование показало, что молекулы эхинокандинов могут создавать водные пути через мембрану, и электрофизиологические исследования подтвердили, что в группах по три-четыре молекулы они формируют стабильные каналы, которые приводят к гибели грибковой клетки. Чтобы усилить этот эффект, мы поместили препараты в микроскопические пузырьки — липосомы, — которые сливаются с естественными мембранами грибов и высвобождают лекарство прямо в том месте, где оно должно действовать», — пояснила один из основных исполнителей проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории ионных каналов клеточных мембран Института цитологии РАН Светлана Ефимова.
Липосомы помогли препарату легче проникать в мембрану грибковой клетки. В такой форме активность эхинокандинов против Candida выросла в 4–64 раза в зависимости от штамма. Candida — грибок, который может поражать кожу и слизистые оболочки и часто проявляет устойчивость к лекарствам.
По словам исследователей, такая лекарственная форма позволит использовать меньшие дозы препаратов без потери эффективности. Это также может снизить риск развития устойчивости у болезнетворных микроорганизмов.
«В дальнейшем мы планируем найти способы повышения порообразующей способности эхинокандинов, чтобы сделать их еще более эффективными, и подтвердить полученные результаты с использованием лабораторных животных в качестве моделей», — рассказала Ефимова.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Работа опубликована в журнале Cell Death Discovery.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Cell Death Discovery.
Грибковые инфекции, в том числе кандидозы и аспергиллезы, часто опасны для людей с ослабленным иммунитетом. В группе риска находятся пациенты после тяжелых вирусных и бактериальных инфекций, люди, принимающие иммуносупрессоры, а также некоторые виды химиотерапии.
Проблему усиливает лекарственная устойчивость. Болезнетворные грибки, как и бактерии, все чаще становятся менее чувствительными к существующим препаратам. Поэтому ученые ищут способы усилить уже известные лекарства и снизить риск появления устойчивых штаммов.
Исследователи из Института цитологии РАН в Санкт-Петербурге и НИИ по изысканию новых антибиотиков имени Г. Ф. Гаузе в Москве изучили эхинокандины. Это группа широко применяемых препаратов против грибковых инфекций.
Раньше считалось, что эхинокандины действуют главным образом на клеточную стенку грибов. Они блокируют фермент, который нужен для ее построения. Однако некоторые работы указывали, что у этих препаратов может быть и второй механизм действия — повреждение мембраны грибковой клетки.
Авторы новой работы проверили это на искусственных моделях, которые имитируют оболочки грибковых клеток. Опыты показали, что эхинокандины способны встраиваться в мембрану, менять ее структуру и делать ее более жидкой. Кроме того, молекулы препаратов создавали в мембране поры. Через такие каналы из живой клетки могут выходить жизненно важные вещества.
«Компьютерное моделирование показало, что молекулы эхинокандинов могут создавать водные пути через мембрану, и электрофизиологические исследования подтвердили, что в группах по три-четыре молекулы они формируют стабильные каналы, которые приводят к гибели грибковой клетки. Чтобы усилить этот эффект, мы поместили препараты в микроскопические пузырьки — липосомы, — которые сливаются с естественными мембранами грибов и высвобождают лекарство прямо в том месте, где оно должно действовать», — пояснила один из основных исполнителей проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории ионных каналов клеточных мембран Института цитологии РАН Светлана Ефимова.
Липосомы помогли препарату легче проникать в мембрану грибковой клетки. В такой форме активность эхинокандинов против Candida выросла в 4–64 раза в зависимости от штамма. Candida — грибок, который может поражать кожу и слизистые оболочки и часто проявляет устойчивость к лекарствам.
По словам исследователей, такая лекарственная форма позволит использовать меньшие дозы препаратов без потери эффективности. Это также может снизить риск развития устойчивости у болезнетворных микроорганизмов.
«В дальнейшем мы планируем найти способы повышения порообразующей способности эхинокандинов, чтобы сделать их еще более эффективными, и подтвердить полученные результаты с использованием лабораторных животных в качестве моделей», — рассказала Ефимова.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Работа опубликована в журнале Cell Death Discovery.
