„Скрити антибиотици“: Нов клас противогъбични вещества, открити в често срещана гъба

Учените са показали, че ако не тествате „суровите“ екстракти от микроорганизми като цяло, а първо ги разделите на фракции и бързо филтрирате известните молекули, използвайки масспектри, тогава в същите проби започват да се появяват скрити активни вещества. Така те попаднали на кониотини - редки линейни липопептидибиотици от гъбата Coniochaeta hoffmannii. Кониотин А се оказа активен срещу „проблемната четворка“ от списъка на СЗО: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans и Aspergillus fumigatus; освен това той въздейства върху β-глюкана на клетъчната стена, което кара клетката да „възстанови“ стената и да стане по-уязвима към каспофунгин. Работата е публикувана в Nature Communications.

Предистория

• Защо всички се нуждаят толкова много от нови противогъбични средства? В клиниката всъщност има няколко основни класа системни агенти (азоли, полиени, ехинокандини; наскоро добавени ибрексафунгерп, резафунгин и др.), а резистентността нараства по-бързо от появата на „химията“ с нови мишени. Прегледите на разработените методи подчертават: има напредък, но прозорецът на възможностите все още е тесен.
• Защо Candida auris? Това е нозокомиална дрождева инфекция с честа мултилекарствена резистентност, болнични огнища и тежки последици; СЗО я е класифицирала като критичен приоритет, наред с C. albicans, A. fumigatus и C. neoformans. Насоките на CDC специално наблягат на тестването за чувствителност и мониторинга на резистентността.
• Проблемът с ехинокандините (каспофунгин и др.). Те са „основата“ на терапията за инвазивна кандидоза: блокират синтеза на β-1,3-D-глюкан в клетъчната стена. Но FKS1 мутации, които намаляват чувствителността към ехинокандини, се откриват все по-често в C. auris - оттук и интересът към молекули, които „закачат“ действието на каспофунгин или заобикалят слабите му места.
• Откъде биха могли да дойдат нови молекулярни скелети. В исторически план, естествените продукти от гъбички и бактерии са основният източник на антиинфекциозни хемотипове. Но „суровите“ екстракти често са претрупани с доминиращи известни съединения. Следователно, съвременните скринингови методи разчитат на предварително фракциониране и дерепликация съгласно LC-MS/MS и молекулярни мрежи (GNPS, SNAP-MS), за да филтрират бързо „много познатите“ и да уловят редки метаболити.
• Кои са пептаибиотиците? Това са линейни нерибозомни пептиди, богати на необичайната аминокиселина Aib, най-често срещани в гъби от рода Trichoderma; класът е известен със своята мембранна активност и устойчивост на протеолиза. Липопептаибиотиците са тяхната „дебелоопашата“ разновидност. На този фон, откриването на кониотини в Coniochaeta разширява географията на класа и осигурява нов химичен „скелет“.
• Какво добавя настоящата статия. Авторите показаха, че библиотека от предварително фракционирани микробни екстракти + бърза MS дерепликация драстично увеличава добива на „наистина нови“ кандидати и на тази платформа те изолират кониотини A–D — липопептаибиотици, активни срещу C. auris и други клинично важни гъби. Целта е β-глюканът от клетъчната стена; ефектът води до синергия с каспофунгин. Това е едновременно нов механизъм (мембранната активност е описвана по-често за пептаибиотиците) и практична идея за комбинации, при които ехинокандините „провисват“.
• Защо всичко това на практика. C. auris с FKS мутации и биофилми вече ограничава избора на терапия; нови молекули, които пречат на архитектурата на стената и усилват ехинокандините, са обещаващ начин за намаляване на риска от неуспех на лечението и резистентност към байпас.

Как беше открит „новакът“

Изследователите са събрали библиотека от предварително фракционирани екстракти от бактерии и гъбички и са ги анализирали спрямо два вида Candida, C. auris и C. albicans. Този подход драстично е увеличил броя на попаденията в сравнение със суровите екстракти и е позволил бърза дерепликация на известни класове (ениатини, сурфактини, туникамицини) от MS/MS пръстови отпечатъци, фокусирайки се върху неизвестния пик на активност от Coniochaeta. Воден от активността на фракциите, екипът е изолирал четири сродни молекули, кониотини A–D. Техният произход е потвърден от хибриден PKS–NRPS клъстер (~182 kb; 21 NRPS модула — точно 21 аминокиселинни остатъка от пептида). Клъстерът съдържа много необичайни аминокиселини (напр. α-аминомаслена киселина, Aib), което е типично за пептибиотиците и е свързано с тяхната устойчивост на протеолиза.

Колко "отнема" гъбата (MIC от таблицата)

В тестове за чувствителност (разреждане с микробульон), кониотин А показа:

• C. auris (резистентни клинични изолати): MIC 8 μg/mL в три щама; 4 μg/mL в един. За сравнение, каспофунгин в тези щамове: MIC 64 μg/mL, а флуконазол - >64 μg/mL.
• A. fumigatus (включително FluR): MIC 4 μg/mL; флуконазол е неефективен (>64 μg/mL), а каспофунгинът е слаб (64 μg/mL).
• C. neoformans H99: MIC 4 μg/ml.

Отделно предимство е селективността: върху човешки еритроцити хемолизата започва само при >256 μg/ml, което е значително „по-далеч“ от терапевтичните нива за амфотерицин B (8 μg/ml в същия тест).

Как работи

Кониотин А не се натрупва вътре в клетката и достига до повърхността:

• Свързва се с β-глюкан на клетъчната стена (пул-даун масспектрометрия),
• Предотвратява разграждането на ламинарина от β-1,3-глюканазата и инхибира активирането на фактор G (реагент Glucatell®),
• Той индуцира реакция на ремоделиране на стената (растеж на хитин, удебелени септи) и морфологични нарушения, които са видими на конфокални и TEM изображения.
  В резултат на това C. auris става по-чувствителен към каспофунгин: в шахматна дъска, комбинацията драстично понижава MIC на каспофунгин до клиничния праг на CLSI от 2 μg/mL за „тежки“ изолати.

Има ли някакви живи модели?

Да, но все още не при бозайници: в модел с C. elegans, кониотин А (8 μg/ml) намалява колонизацията от C. albicans и удължава живота на червеи, заразени с мултирезистентна C. auris, в сравнение с амфотерицин B и контролата. Това е бърза „технологична демонстрация“ на потенциала; бозайниците са следващата стъпка.

Защо това е важно?

• Спешно са необходими нови класове. Клиниката разполага само с три основни групи системни противогъбични средства в арсенала си; резистентността нараства, а Candida auris е критичен приоритет в списъка на СЗО. Следователно, всеки „нов скелет“ на молекула с различен механизъм е на стойност злато.
• Платформата е и истинска находка. Самият подход — евтино фракциониране + бърз MS скрининг и дерепликация — помага за улавяне на редки, „приглушени“ метаболити, които се губят на фона на доминиращите съединения в суровия екстракт. Това е мащабируемо за академични лаборатории, не само за големи фармацевтични скрининги.
• Комбинации с ехинокандини: Прецизното попадане на β-глюкан върху повърхността закрепва каспофунгина към целта му – логична стратегия за преодоляване на резистентността на C. auris.

Муха в мехлема и планове

Все още няма данни при бозайници: трябва да проверим фармакокинетиката, токсикологията, терапевтичния прозорец и да изберем форма (най-вероятно парентерална или локална, предвид физическата химия на молекулата). Структурата и контактът с β-глюкан трябва да бъдат изяснени на ниво ЯМР/кристалография, а „рискът от резистентност“ при продължително налягане трябва да бъде проверен. Но вече сега кониотините изглеждат като реални кандидати за предклинична употреба, а самата платформа е път към други „скрити“ естествени противогъбични средства.

Източник: Chen X. et al. Конионтини, липопетибиотици, активни срещу Candida auris, идентифицирани от библиотека за фракциониране на микробен натурален продукт. Nature Communications 16, 7337 (2025), публикувано на 8 август 2025 г. Таблица на MIC и ключови експерименти с механизми в основната статия.