В настоящее время сибирская язва лечится в основном антибиотиками, что эффективно только на ранних стадиях заболевания. Если критический момент упущен, то, несмотря на то, что лекарство убьёт возбудителя болезни, в организме останутся его токсины. Многие научные коллективы в своё время пытались создать вакцины против этого опасного заболевания, но больших успехов так никто и не достиг. Авторский коллектив из Католического университета Америки, компании Innovative Biologics, физического факультета Массачусетского университета, Национальных институтов здравоохранения, а также их Центра информационных технологий и Национального института детского здоровья и развития человека им. Юнис Кеннеди Шрайвер справился с этой задачей.

«Мы пытаемся разработать такие соединения, которые будут способны блокировать ионные каналы, образуемые бактериальными токсинами в клетках животных и человека, – поясняет один из авторов исследования профессор-ассистент биологического факультета Католического университета Америки Екатерина Несторович. – Часто в условиях бактериальной инфекции, такой, например, как сибирская язва, симптомы заболевания появляются уже тогда, когда уровень токсинов в организме невероятно высок и использование антибиотика оказывается недостаточным. Антибиотики убивают только бактерию, но токсин остаётся. Он состоит из трёх частей, каждая из которых сама по себе не токсична, но вместе они образуют ядовитые комплексы, которые в конце концов и приводят к смерти».

Один из белковых компонентов (учёные называют его protective antigen) этого токсина образует ионный канал в мембране атакуемой клетки. Этот канал связывает два других активных компонента и помогает им пройти через клеточную мембрану в клетку, чтобы начать её разрушение изнутри.

Следовательно, если перекрыть этот проход при помощи специально разработанных химических соединений, которые, взаимодействуя с каналом, заблокируют его (и тем самым предотвратят транспорт активных компонентов токсина сибирской язвы в клетку), можно избежать гибели клетки.

«Какое-то время назад, когда мы только начинали наши исследования канала сибирской язвы, нам посчастливилось установить сотрудничество с Владимиром Каргиновым, бывшим сотрудником Новосибирского государственного университета, а ныне научным директором небольшой биотехнологической компании Innovative Biologics в Вирджинии. Именно доктор Каргинов впервые предложил идею использования модифицированных циклодекстринов для блокирования канала сибирской язвы», – отмечает Екатерина.

Идея была проста, но не лишена элегантности. Известно, что сам антраксовский канал, который предназначен для того, чтобы переносить активные компоненты через мембрану атакуемой клетки, образуется из семи одинаковых белков с единственной порой посередине. Учёный предположил, что для разработки эффективного блокатора, который бы закрыл эту пору, нужно искать вещество с такой же симметрией. Именно поэтому в дальнейших исследованиях американской научной группы, о которой идёт речь в этой статье, в качестве исходных соединений для создания блокаторов были выбраны циклические сахара, так называемые циклодекстрины. А конкретно: β-циклодекстрин, который состоит из семи структурных звеньев.

В результате были разработаны и синтезированы семизарядные катионные циклодекстрины с высокой ингибиторной активностью против токсина сибирской язвы in vitro (в пробирке) и in vivo (в живом организме).

В настоящее время идёт тестирование полученного вещества на мышах и крысах. Предварительный итог экспериментов: модифицированные циклодекстрины показали высокую эффективность.