纽约大学研究人员发表在《细胞化学生物学》杂志上的一项新研究表明,fda批准的丙型肝炎药物可以增加细菌对抗生素的敏感性,并降低抗生素耐药性的可能性。这种被称为telaprevir的药物通过阻断细菌中伴侣蛋白(一种可以折叠细胞中其他蛋白质的重要蛋白质)的功能来发挥作用。

“Telaprevir是第一个临床批准的化合物,已经被证明可以抑制细菌中的伴侣功能,”纽约大学的化学助理教授、该研究的资深作者塔尼亚·卢波利说。“我们的研究标志着在开发小分子伴侣抑制剂方面迈出了重要一步,这种抑制剂可以用于细菌,以增加抗生素的效力,减缓抗生素耐药性的进化。”

从单细胞细菌到人类,几乎每一种生物的每一个细胞中都存在伴侣。由于它们在折叠其他蛋白质方面的关键作用——以及当蛋白质错误折叠时会发生什么,从而导致细胞内的毒性——伴侣蛋白是正在进行的药物发现研究的目标,但研究人员一直在努力寻找能够专门针对伴侣蛋白或与之结合的小分子。

在这项研究中,研究人员试图找出能够关闭致病细菌中伴侣功能的小分子。以导致结核病的结核分枝杆菌为重点,他们筛选了大约25000种化合物,包括1300种已批准的药物,以确定抑制结核分枝杆菌中伴侣蛋白的小分子。

他们找到了一种名为telaprevir的抗病毒药物,这种药物已被FDA批准用于治疗丙型肝炎。在实验室中使用模型分枝杆菌进行的一系列实验中,他们证明了telaprevir与分枝杆菌伴侣结合,并阻断它们折叠蛋白质的能力。这使得分枝杆菌对抗生素更加敏感,包括链霉素,一种常用的结核病药物。

伴侣也可以稳定细胞中导致抗生素耐药性的蛋白质,因此使用telaprevir阻断伴侣功能降低了分枝杆菌对一线结核病药物利福平的耐药性。减少抗生素耐药性是美国和全世界公共卫生领域的一项重要优先事项,因为随着包括结核病在内的越来越多的感染病例越来越难治疗,抗生素的效果越来越差。

“在未来,我们设想小分子伴侣抑制剂可以与抗生素联合使用,以提高抗生素效力,降低耐药性,”Lupoli说。

当研究人员兴奋地发现telaprevir是一种伴侣抑制剂时,他们正在继续探索数百种telaprevir类似物——分子结构相似的化合物——以确定其他类似物是否与伴侣结合更紧密,这是将研究转移到动物或临床研究的关键因素。未来的工作还将探索如何靶向伴侣抑制剂,只关闭某些伴侣——例如,阻断细菌中的伴侣,而不是人类细胞中的伴侣。

卢波利说:“我们的工作为阻碍伴侣功能的小分子提供了一个小但不断增长的列表,并为正在进行的研究提供了一个有前途的途径,即当使用抗生素时,telaprevir及其类似物可以发挥作用。”