„Скривени антибиотици“: Нова класа антифунгалних супстанци пронађених у уобичајеној гљивици

Научници су показали да ако се не тестирају „сирови“ екстракти микроорганизама у целини, већ се прво раздвоје у фракције и брзо филтрирају познати молекули помоћу масених спектара, онда се у истим узорцима почињу појављивати скривене активне супстанце. Тако су наишли на кониотине - ретке линеарне липопептидибиотике из гљивице Coniochaeta hoffmannii. Кониотин А се показао активним против „проблематичне четворке“ са листе СЗО: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans и Aspergillus fumigatus; штавише, он погађа β-глукан ћелијског зида, што узрокује да ћелија „обнови“ зид и постане рањивија на каспофунгин. Рад је објављен у часопису Nature Communications.

Позадина

• Зашто су свима толико потребни нови антифунгални лекови? У клиници заправо постоји неколико главних класа системских агенаса (азоли, полиени, ехинокандини; недавно додани ибрексафунгерп, резафунгин, итд.), а отпорност расте брже него што се појављује „хемија“ са новим циљевима. Прегледи развоја наглашавају: постоји напредак, али је прозор могућности и даље узак.
• Зашто Candida auris? То је нозокомијална квасица са честом резистенцијом на више лекова, болничким епидемијама и тешким исходима; СЗО ју је класификовала као критични приоритет заједно са C. albicans, A. fumigatus и C. neoformans. Смернице CDC-а посебно наглашавају тестирање осетљивости и праћење резистенције.
• Проблем ехинокандина (каспофунгин, итд.). Они су „главни ослонац“ терапије инвазивне кандидијазе: блокирају синтезу β-1,3-D-глукана у ћелијском зиду. Али мутације FKS1 које смањују осетљивост на ехинокандине све се више налазе код C. auris - отуда интересовање за молекуле који „вежу“ дејство каспофунгина или заобилазе његове слабе тачке.
• Одакле би могли доћи нови молекуларни скелети. Историјски гледано, природни производи гљивица и бактерија су главни извор антиинфективних хемотипова. Али „сирови“ екстракти су често претрпани доминантним познатим једињењима. Стога се модерни скрининзи ослањају на прелиминарно фракционисање и дерепликацију према LC-MS/MS и молекуларним мрежама (GNPS, SNAP-MS) како би се брзо филтрирали „веома познати“ и ухватили ретки метаболити.
• Ко су пептаибиотици? То су линеарни нерибозомални пептиди богати неуобичајеном аминокиселином Aib, најчешће у гљивицама рода Trichoderma; класа је позната по својој мембранској активности и отпорности на протеолизу. Липопептаибиотици су њихова „дебелорепа“ варијанта. У том смислу, откриће кониотина код Coniochaeta проширује географију класе и пружа нови хемијски „скелет“.
• Шта додаје овај рад. Аутори су показали да библиотека префракционисаних микробних екстраката + брза MS дерепликација драматично повећава принос „заиста нових“ кандидата, и на овој платформи су изоловали кониотине А–Д — липопептаибиотике активне против C. auris и других клинички важних гљивица. Мета је β-глукан ћелијског зида; ефекат доводи до синергије са каспофунгином. Ово је и нови механизам (мембранска активност је чешће описана за пептаибиотике) и практична идеја за комбинације где ехинокандини „опадају“.
• Зашто све ово у пракси. C. auris са FKS мутацијама и биофилмовима већ ограничава избор терапије; нови молекули који ометају архитектуру зида и појачавају ехинокандине су обећавајући начин за смањење ризика од неуспеха лечења и резистенције на бајпас.

Како је пронађен „новајлија“

Истраживачи су саставили библиотеку префракционисаних екстраката бактерија и гљивица и анализирали их у односу на две врсте Candida, C. auris и C. albicans. Овај приступ је драматично повећао број погодака у поређењу са сировим екстрактима и омогућио брзу дерепликацију познатих класа (ениатини, сурфактини, туникамицини) из MS/MS отисака прстију, фокусирајући се на непознати врх активности из Coniochaeta. Вођен активношћу фракција, тим је изоловао четири сродна молекула, кониотине A–D. Њихово порекло је потврђено хибридним PKS–NRPS кластером (~182 kb; 21 NRPS модул — тачно 21 аминокиселинска остатка пептида). Кластер садржи много необичних аминокиселина (нпр. α-аминобутерну киселину, Aib), што је типично за пептидибиотике и повезано је са њиховом отпорношћу на протеолизу.

Колико „узима“ гљивица (МИК из табеле)

У тестовима осетљивости (разблаживање микробујона), кониотин А је показао:

• C. auris (резистентни клинички изолати): MIC 8 μg/mL код три соја; 4 μg/mL код једног. Поређења ради, каспофунгин код ових сојева: MIC 64 μg/mL, а флуконазол - >64 μg/mL.
• A. fumigatus (укључујући FluR): MIC 4 μg/mL; флуконазол је неефикасан (>64 μg/mL), а каспофунгин је слаб (64 μg/mL).
• C. neoformans H99: MIC 4 μg/ml.

Посебна предност је селективност: на људским еритроцитима, хемолиза је почела тек на >256 μг/мл, што је значајно „даље“ од терапеутских нивоа за амфотерицин Б (8 μг/мл у истом тесту).

Како функционише

Кониотин А се не акумулира унутар ћелије и доспева на површину:

• Веже се за β-глукан ћелијског зида (пул-даун масена спектрометрија),
• Спречава разградњу ламинарина помоћу β-1,3-глуканазе и инхибира активацију фактора G (Glucatell® реагенс),
• Изазива реакцију ремоделирања зида (раст хитина, задебљање септа) и морфолошке поремећаје који су видљиви на конфокалним и ТЕМ сликама.
  Као резултат тога, C. auris постаје осетљивији на каспофунгин: у шаховској табли, комбинација драматично снижава МИК каспофунгина на клинички праг CLSI од 2 μг/мл за „тешке“ изолате.

Има ли живих модела?

Да, али још не код сисара: у моделу C. elegans, кониотин А (8 μг/мл) је смањио колонизацију од стране C. albicans и продужио животни век црва заражених са C. auris отпорним на више лекова у поређењу са амфотерицином Б и контролом. Ово је брза „технолошка демонстрација“ потенцијала; сисари су следећи корак.

Зашто је ово важно?

• Хитно су потребне нове класе лекова. Клиника у свом арсеналу има само три главне групе системских антифунгала; отпорност расте, а Candida auris је критични приоритет на листи СЗО. Стога, сваки „нови скелет“ молекула са другачијим механизмом вреди злата.
• Платформа је такође дар с неба. Сам приступ — јефтино фракционисање + брзи MS скрининг и дерепликација — помаже у откривању ретких, „пригушених“ метаболита који се губе на позадини доминантних једињења у сировом екстракту. Ово је скалабилно за академске лабораторије, не само за велике фармацеутске скрининге.
• Комбинације са ехинокандинима: Прецизан погодак β-глукана на површину усидрава каспофунгин за његову мету - логична стратегија за превазилажење отпорности C. auris.

Муха у мему и планови

Још увек нема података код сисара: потребно је проверити фармакокинетику, токсикологију, терапијски прозор и одабрати облик (највероватније парентерални или топикални, с обзиром на физичку хемију молекула). Структура и контакт са β-глуканом морају се разјаснити на нивоу NMR/кристалографије, а треба проверити и „ризик од резистенције“ под продуженим притиском. Али већ сада кониотини изгледају као прави кандидати за преклиничку употребу, а сама платформа је пут ка другим „скривеним“ природним антифунгалним средствима.

Извор: Чен X. и др. Конионтини, липопетаибиотици активни против Candida auris идентификовани из библиотеке фракционисања природних микробних производа. Nature Communications 16, 7337 (2025), објављено 8. августа 2025. Табела MIC и експерименти са кључним механизмима у главном чланку.