«Приховані антибіотики»: новий клас протигрибкових речовин, знайдених у звичайному грибку

Вчені довели, що якщо не тестувати «сирі» екстракти мікроорганізмів цілком, а спочатку розділити їх на фракції та швидко відфільтрувати відомі молекули за допомогою мас-спектрів, то в тих самих зразках починають з'являтися приховані активні речовини. Так вони натрапили на коніотини – рідкісні лінійні ліпопептибіотики з грибка Coniochaeta hoffmannii. Коніотин А виявився активним проти «проблемної четвірки» зі списку ВООЗ: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans та Aspergillus fumigatus; більше того, він вражає β-глюкан клітинної стінки, що змушує клітину «перебудовувати» стінку та ставати більш вразливою до каспофунгіну. Робота була опублікована в Nature Communications.

Передісторія

• Чому всім так потрібні нові протигрибкові препарати? У клініці насправді існує кілька основних класів системних агентів (азоли, полієни, ехінокандини; нещодавно додані ібрексафунгерп, резафунгін тощо), і резистентність зростає швидше, ніж з'являється «хімія» з новими мішенями. Огляди розробок підкреслюють: прогрес є, але вікно можливостей все ще вузьке.
• Чому саме Candida auris? Це нозокоміальні дріжджі з частою множинною лікарською стійкістю, спалахами в лікарнях та тяжкими наслідками; ВООЗ класифікувала їх як пріоритетні бактерії разом із C. albicans, A. fumigatus та C. neoformans. Керівні принципи CDC особливо підкреслюють важливість тестування на чутливість та моніторингу резистентності.
• Проблема ехінокандинів (каспофунгін тощо). Вони є «опорою» терапії інвазивного кандидозу: блокують синтез β-1,3-D-глюкану в клітинній стінці. Але мутації FKS1, що знижують чутливість до ехінокандинів, все частіше виявляються у C. auris – звідси й інтерес до молекул, які «підчіплюють» дію каспофунгіну або обходять його слабкі місця.
• Звідки можуть взятися нові молекулярні скелети. Історично склалося так, що природні продукти грибів та бактерій є основним джерелом протиінфекційних хемотипів. Але «сирі» екстракти часто переповнені домінантними відомими сполуками. Тому сучасні скринінги покладаються на попереднє фракціонування та дереплікацію згідно з LC-MS/MS та молекулярними мережами (GNPS, SNAP-MS), щоб швидко відфільтрувати «дуже знайомі» та виловити рідкісні метаболіти.
• Хто такі пептаібіотики? Це лінійні нерибосомні пептиди, багаті на незвичайну амінокислотою Aib, найчастіше зустрічаються у грибів роду Trichoderma; цей клас відомий своєю мембранною активністю та стійкістю до протеолізу. Ліпопептаібіотики – це їх «товстохвостий» різновид. На цьому тлі відкриття коніотинів у Coniochaeta розширює географію класу та забезпечує новий хімічний «скелет».
• Що додає ця стаття. Автори показали, що бібліотека префракціонованих мікробних екстрактів + швидка дереплікація MS різко збільшили вихід «дійсно нових» кандидатів, і на цій платформі вони виділили коніотини A–D — ліпопептаібіотики, активні проти C. auris та інших клінічно важливих грибів. Мішенню є β-глюкан клітинної стінки; ефект призводить до синергії з каспофунгіном. Це як новий механізм (мембранна активність частіше описувалася для пептаібіотиків), так і практична ідея для комбінацій, де ехінокандини «провисають».
• Чому все це на практиці. C. auris з мутаціями FKS та біоплівками вже обмежує вибір терапії; нові молекули, що впливають на архітектуру стінки та посилюють ехінокандини, є перспективним способом зниження ризику невдалого лікування та резистентності до шунтування.

Як знайшли «новачка»

Дослідники зібрали бібліотеку попередньо фракціонованих екстрактів бактерій та грибів і протестували їх на двох видах Candida, C. auris та C. albicans. Такий підхід значно збільшив кількість влучань порівняно з неочищеними екстрактами та дозволив швидко дереплікувати відомі класи (енніатини, сурфактини, тунікаміцини) з MS/MS-відбитків, зосереджуючись на невідомому піку активності Coniochaeta. Керуючись активністю фракцій, команда виділила чотири споріднені молекули, коніотини A–D. Їхнє походження було підтверджено гібридним кластером PKS–NRPS (~182 kb; 21 NRPS-модуль — рівно 21 амінокислотний залишок пептиду). Кластер містить багато незвичайних амінокислот (наприклад, α-аміномасляну кислоту, Aib), що типово для пептибіотиків і пов'язано з їхньою стійкістю до протеолізу.

Скільки "бере" грибок (МІК з таблиці)

У тестах на чутливість (розведення мікробульйоном) коніотин А показав:

• C. auris (резистентні клінічні ізоляти): МІК 8 мкг/мл у трьох штамах; 4 мкг/мл в одному. Для порівняння, каспофунгін у цих штамах: МІК 64 мкг/мл, а флуконазол - >64 мкг/мл.
• A. fumigatus (включаючи FluR): мінімальна інгібуюча концентрація (МІК) 4 мкг/мл; флуконазол неефективний (>64 мкг/мл), а каспофунгін слабкий (64 мкг/мл).
• C. neoformans H99: мінімальна інгібуюча концентрація (МІК) 4 мкг/мл.

Окремою перевагою є селективність: на еритроцитах людини гемоліз починався лише при >256 мкг/мл, що значно «далі» за терапевтичні рівні для амфотерицину B (8 мкг/мл у тому ж тесті).

Як це працює

Коніотин А не накопичується всередині клітини та потрапляє на її поверхню:

• Зв'язується з β-глюканом клітинної стінки (мас-спектрометрія з випаданням),
• Запобігає розщепленню ламінарину β-1,3-глюканазою та пригнічує активацію фактора G (реагент Glucatell®),
• Це викликає реакцію ремоделювання стінки (ріст хітину, потовщення перегородок) та морфологічні порушення, які видно на конфокальних зображеннях та зображеннях TEM.
  В результаті C. auris стає чутливішим до каспофунгіну: у шаховому порядку ця комбінація різко знижує мінімальну інгібуючу концентрацію (МІК) каспофунгіну до клінічного порогу CLSI 2 мкг/мл для «важких» ізолятів.

Чи є якісь живі моделі?

Так, але поки що не на ссавцях: у моделі C. elegans коніотин А (8 мкг/мл) зменшив колонізацію C. albicans та подовжив тривалість життя черв'яків, інфікованих мультирезистентним C. auris, порівняно з амфотерицином B та контролем. Це швидка «технологічна демонстрація» потенціалу; ссавці – наступний крок.

Чому це важливо?

• Терміново потрібні нові класи препаратів. Клініка має в арсеналі лише три основні групи системних протигрибкових препаратів; резистентність зростає, а Candida auris є критичним пріоритетом у списку ВООЗ. Тому будь-який «новий скелет» молекули з іншим механізмом дії на вагу золота.
• Ця платформа також є справжнім порятунком. Сам підхід — дешеве фракціонування + швидкий мас-спектрометричний скринінг та дереплікація — допомагає виявляти рідкісні, «приглушені» метаболіти, які губляться на тлі домінантних сполук у неочищеному екстракті. Це масштабовано для академічних лабораторій, а не лише для великих фармацевтичних скринінгів.
• Комбінації з ехінокандинами: точне потрапляння β-глюкану на поверхню закріплює каспофунгін у його цілі — логічна стратегія подолання резистентності C. auris.

Ложка дьогтю в бочці дьогтю та плани

Даних щодо ссавців поки що немає: нам потрібно перевірити фармакокінетику, токсикологію, терапевтичне вікно та вибрати форму (найімовірніше, парентеральну або місцеву, враховуючи фізичну хімію молекули). Структуру та контакт з β-глюканом потрібно уточнити на рівні ЯМР/кристалографії, а також перевірити «ризик резистентності» під тривалим тиском. Але вже зараз коніотини виглядають реальними кандидатами для доклінічного використання, а сама платформа є шляхом до інших «прихованих» природних протигрибкових засобів.

Джерело: Chen X. et al. Коніонтини, ліпопетабіотики, активні проти Candida auris, ідентифіковані з бібліотеки фракціонування мікробних природних продуктів. Nature Communications 16, 7337 (2025), опубліковано 8 серпня 2025 року. Таблиця MIC та ключові експерименти з механізмами в основній статті.