Пенициллин был первым в мире антибиотиком, использованным в клинической практике.После многих лет разработки появилось все больше и больше антибиотиков, но проблема лекарственной устойчивости, вызванная широким использованием антибиотиков, постепенно стала заметной.
Считается, что антимикробные пептиды имеют широкие перспективы применения из-за их высокой антибактериальной активности, широкого антибактериального спектра, разнообразия, широкого диапазона выбора и низкой устойчивости мутаций в целевых штаммах.В настоящее время многие антимикробные пептиды находятся на стадии клинических исследований, среди которых магаинины (противомикробный пептид Xenopus laevis) прошли Ⅲ клинические испытания.
Четко определенные функциональные механизмы
Антимикробные пептиды (АМП) представляют собой основные полипептиды с молекулярной массой 20000 и обладают антибактериальной активностью.От ~ 7000 и состоит из 20-60 аминокислотных остатков.Большинство из этих активных пептидов обладают характеристиками сильного основания, термостабильностью и антибактериальными свойствами широкого спектра действия.
По своей структуре антимикробные пептиды можно условно разделить на четыре категории: спиральные, листовые, вытянутые и кольцевые.Некоторые антимикробные пептиды полностью состоят из одной спирали или листа, тогда как другие имеют более сложную структуру.
Наиболее распространенным механизмом действия антимикробных пептидов является их прямое действие на мембраны бактериальных клеток.Короче говоря, антимикробные пептиды нарушают потенциал бактериальных мембран, изменяют проницаемость мембран, вызывают утечку метаболитов и в конечном итоге приводят к гибели бактерий.Заряженная природа антимикробных пептидов помогает улучшить их способность взаимодействовать с мембранами бактериальных клеток.Большинство антимикробных пептидов имеют суммарный положительный заряд и поэтому называются катионными антимикробными пептидами.Электростатическое взаимодействие между катионными антимикробными пептидами и анионными бактериальными мембранами стабилизирует связывание антимикробных пептидов с бактериальными мембранами.
Новый терапевтический потенциал
Способность антимикробных пептидов действовать посредством множества механизмов и разных каналов не только увеличивает антимикробную активность, но и снижает склонность к резистентности.Действуя по нескольким каналам, возможность одновременного приобретения бактериями нескольких мутаций может быть значительно снижена, что придает антимикробным пептидам хороший потенциал устойчивости.Кроме того, поскольку многие антимикробные пептиды действуют на участки мембраны бактериальных клеток, бактерии должны полностью перепроектировать структуру клеточной мембраны, чтобы мутировать, и для возникновения множественных мутаций требуется много времени.При химиотерапии рака очень часто ограничивают резистентность опухоли и устойчивость к лекарственным препаратам с помощью нескольких механизмов и разных агентов.
Клиническая перспектива хорошая
Разработать новые противомикробные препараты, чтобы избежать следующего антимикробного кризиса.Большое количество антимикробных пептидов проходят клинические испытания и демонстрируют клинический потенциал.Еще предстоит проделать большую работу по изучению антимикробных пептидов как новых антимикробных агентов.Многие антимикробные пептиды, находящиеся в клинических испытаниях, не могут быть выведены на рынок из-за плохого дизайна испытаний или недостаточной достоверности.Поэтому дополнительные исследования взаимодействия противомикробных препаратов на основе пептидов со сложной средой обитания человека будут полезны для оценки истинного потенциала этих препаратов.
Действительно, многие соединения в ходе клинических испытаний подверглись химической модификации для улучшения их лечебных свойств.При этом активное использование передовых цифровых библиотек и разработка программного обеспечения для моделирования будут способствовать дальнейшей оптимизации исследований и разработок этих лекарств.
Хотя проектирование и разработка антимикробных пептидов является значимой работой, мы должны стремиться ограничить резистентность новых противомикробных препаратов.Продолжающаяся разработка различных противомикробных препаратов и механизмов противомикробного действия поможет ограничить влияние устойчивости к антибиотикам.Кроме того, когда на рынке появляется новый антибактериальный агент, необходим детальный мониторинг и управление, чтобы максимально ограничить ненужное использование антибактериальных агентов.
Время публикации: 04 июля 2023 г.