Антибиотики являются одними из самых важных открытий современной медицины и спасли миллионы жизней с момента открытия пенициллина. Многие заболевания, вызванные бактериальными инфекциями, такие как пневмония, менингит или сепсис, успешно лечатся антибиотиками. Некоторые из способов, которыми бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам, представляют собой изменения в их геноме. Например, бактерии могут нейтрализовать или вовсе разрушать антибиотики. Они также могут на время перестать расти и делиться, что затрудняет их обнаружение для иммунной системы. Тем не менее, недавнее исследование было сосредоточено на другом малоизвестном методе, который бактерии используют для достижения устойчивости к антибиотикам. Ученые доказали, что бактерии могут «менять форму» в организме человека, чтобы избежать воздействия антибиотиков — процесс, не требующий генетических изменений. практически все бактерии окружены структурой, называемой клеточной стенкой. Стенка похожа на толстую оболочку, которая защищает их от внешних воздействий и предотвращает разрыв клетки. Он придает бактериям правильную форму (например, форму палочки или сферы) и помогает им эффективно делиться. Клетки человека не обладают подобной защитой. Из-за этого иммунная система человека легко распознает бактерии как врага, потому что их клеточная стенка выделяется на общем фоне. Именно клеточная стенка является отличной мишенью для некоторых из наших лучших и наиболее часто используемых антибиотиков, таких как пенициллин. Другими словами, антибиотики, нацеленные на стенки, могут убивать бактерии, не причиняя нам вреда. Тем не менее, бактерии могут иногда выживать и без клеточной стенки. Если окружающие условия сами по себе способны защитить бактерии от разрыва, они могут превратиться в так называемые «L-формы». Фактически, это те же самые бактерии, но без клеточной стенки. Фактически остается только бактериальная ДНК, а ее не распознает иммунная системы человека. И бактерия получает шанс для новой атаки. Таким образом у многих бактерий вырабатывается устойчивость к существующим антибиотикам. Инфекции, вызванные устойчивыми к антибиотикам бактериями, трудно поддаются лечению и часто приводят к тяжелым заболеваниям. Особенно проблематичны патогены, у которых развивается множественная лекарственная устойчивость и на которые не действуют большинство антибиотиков. Это приводит к тяжелому прогрессированию заболевания у пораженных пациентов, часто с летальным исходом. Резистентность бактерий и появление супербактерии вынуждает разрабатывать новые антибиотики для борьбы с ними. Альтернативной заменой антибиотиков могут быть антивитамины. Антивитамины — это вещества, которые подавляют биологическую функцию настоящего витамина. Антивитамины по структуре похожи на свои витаминные эквиваленты, однако немного отличаются от них, что может серьезно навредить микроорганизму, который не в состоянии отличить их друг от друга. Они подавляют функции настоящих витаминов и оказывают токсический эффект. Некоторые антивитамины имеют химическую структуру, аналогичную структуре самого витамина, действие которого они блокируют или ограничивают. Эти свойства антивитаминов можно использовать для инактивации витаминов в самой бактерии. Бактерии конкурирую между собой способны производит антивитамин В1, эта бактериальная версия B1 имеет один атом, отличный от исходного витамина. Изучая, как действует антивитамин, исследователи обнаружили, что он останавливает обмен протонами в важном белке, участвующем в метаболизме кишечной палочки. Обмен протонов — это способ взаимодействия удаленных участков белка друг с другом, что подобно электричеству в проводе. Таким образом блокируя «обмен протонов» белка антивитамины выключают белок, и он перестает работать. Возможность того, что антивитамины в какой-то момент могут быть готовы вмешаться и заменить неэффективные антибиотики, не является полностью неожиданной. Антивитамины фактически использовались при разработке антибиотиков и антипролиферативных препаратов, таких как пронтозил и аминоптерин. И уже используются некоторые противовитаминные препараты, в частности антагонисты витаминов B12, B9 и K.
