"Skriti antibiotiki": nov razred protiglivičnih snovi, ki jih najdemo v običajni glivi

Znanstveniki so pokazali, da če ne testiramo "surovih" izvlečkov mikroorganizmov kot celote, ampak jih najprej ločimo na frakcije in hitro filtriramo znane molekule z uporabo masnih spektrov, se v istih vzorcih začnejo pojavljati skrite aktivne snovi. Tako so naleteli na koniotine - redke linearne lipopeptidbiotike iz glive Coniochaeta hoffmannii. Koniotin A se je izkazal za aktivnega proti "problematičnim štirim" s seznama WHO: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans in Aspergillus fumigatus; poleg tega pa zadene β-glukan celične stene, zaradi česar celica "obnovi" steno in postane bolj ranljiva za kaspofungin. Delo je bilo objavljeno v reviji Nature Communications.

Ozadje

• Zakaj vsi tako zelo potrebujemo nova protiglivična zdravila? V kliniki obstaja več glavnih razredov sistemskih učinkovin (azoli, polieni, ehinokandini; nedavno dodani ibreksafungerp, rezafungin itd.), odpornost pa raste hitreje kot "kemija" z novimi tarčami. Pregledi razvoja poudarjajo: napredek je sicer prisoten, vendar je okno priložnosti še vedno ozko.
• Zakaj Candida auris? Gre za nozokomialno kvasovko s pogosto odpornostjo na več zdravil, izbruhi v bolnišnicah in hudimi izidi; SZO jo je uvrstila med kritične prednostne naloge skupaj s C. albicans, A. fumigatus in C. neoformans. Smernice CDC posebej poudarjajo testiranje občutljivosti in spremljanje odpornosti.
• Problem ehinokandinov (kaspofungin itd.). So "glavni steber" terapije invazivne kandidoze: blokirajo sintezo β-1,3-D-glukana v celični steni. Vendar pa se mutacije FKS1, ki zmanjšujejo občutljivost na ehinokandine, vse pogosteje pojavljajo pri C. auris – od tod tudi zanimanje za molekule, ki "priklopijo" delovanje kaspofungina ali obidejo njegove šibke točke.
• Od kod bi lahko prišli novi molekularni ogrodji. Zgodovinsko gledano so bili naravni produkti gliv in bakterij glavni vir kemotipov proti okužbam. Toda "surovi" ekstrakti so pogosto prenatrpani z dominantnimi znanimi spojinami. Zato se sodobni presejalni testi zanašajo na predhodno frakcioniranje in dereplikacijo v skladu z LC-MS/MS in molekularnimi mrežami (GNPS, SNAP-MS), da hitro filtrirajo "zelo znane" in ujamejo redke metabolite.
• Kdo so peptaibiotiki? To so linearni neribosomski peptidi, bogati z nenavadno aminokislino Aib, najpogosteje v glivah rodu Trichoderma; razred je znan po svoji membranski aktivnosti in odpornosti na proteolizo. Lipopeptaibiotiki so njihova "debelorepa" različica. Glede na to odkritje koniotinov v Coniochaeta širi geografijo razreda in zagotavlja nov kemični "okostje".
• Kaj dodaja trenutni članek. Avtorji so pokazali, da je knjižnica predfrakcioniranih mikrobnih ekstraktov + hitra MS dereplikacija dramatično povečala izkoristek »resnično novih« kandidatov, in na tej platformi so izolirali koniotine A–D – lipopeptaibiotike, aktivne proti C. auris in drugim klinično pomembnim glivam. Tarča je β-glukan celične stene; učinek vodi do sinergije s kaspofunginom. To je tako nov mehanizem (membranska aktivnost je bila pogosteje opisana za peptaibiotike) kot tudi praktična ideja za kombinacije, kjer se ehinokandini »usedejo«.
• Zakaj vse to v praksi. C. auris z mutacijami FKS in biofilmi že omejuje izbiro terapije; nove molekule, ki motijo arhitekturo stene in krepijo ehinokandine, so obetaven način za zmanjšanje tveganja za neuspeh zdravljenja in odpornost na obvod.

Kako so našli "novinca"

Raziskovalci so sestavili knjižnico predfrakcioniranih ekstraktov bakterij in gliv ter jih analizirali z dvema vrstama Candida, C. auris in C. albicans. Ta pristop je dramatično povečal število zadetkov v primerjavi s surovimi ekstrakti in omogočil hitro dereplikacijo znanih razredov (eniatinov, surfaktinov, tuniamicinov) iz MS/MS prstnih odtisov, s poudarkom na neznanem vrhu aktivnosti pri Coniochaeta. Vodena z aktivnostjo frakcij je ekipa izolirala štiri sorodne molekule, koniotine A–D. Njihovo poreklo je potrdil hibridni grozd PKS–NRPS (~182 kb; 21 modulov NRPS – natanko 21 aminokislinskih ostankov peptida). Grozd vsebuje veliko nenavadnih aminokislin (npr. α-aminomasleno kislino, Aib), kar je značilno za peptidiotike in je povezano z njihovo odpornostjo na proteolizo.

Koliko "vzame" gliva (MIC iz tabele)

V testih občutljivosti (redčenje z mikrobrozgo) je koniotin A pokazal:

• C. auris (odporni klinični izolati): MIK 8 μg/ml pri treh sevih; 4 μg/ml pri enem. Za primerjavo, kaspofungin pri teh sevih: MIK 64 μg/ml in flukonazol - >64 μg/ml.
• A. fumigatus (vključno s FluR): MIC 4 μg/ml; flukonazol je neučinkovit (>64 μg/ml), kaspofungin pa je šibek (64 μg/ml).
• C. neoformans H99: MIK 4 μg/ml.

Ločena prednost je selektivnost: na človeških eritrocitih se je hemoliza začela šele pri >256 μg/ml, kar je bistveno "dlje" od terapevtskih ravni za amfotericin B (8 μg/ml v istem testu).

Kako deluje

Koniotin A se ne kopiči v celici in doseže površino:

• Veže se na β-glukan celične stene (pull-down masna spektrometrija),
• Preprečuje razgradnjo laminarina s strani β-1,3-glukanaze in zavira aktivacijo faktorja G (reagent Glucatell®).
• Povzroči odziv preoblikovanja stene (rast hitina, odebeljene septume) in morfološke motnje, ki so vidne na konfokalnih in TEM slikah.
  Posledično postane C. auris bolj občutljiv na kaspofungin: v šahovnici kombinacija dramatično zniža minimalno inhibitorno koncentracijo (MIC) kaspofungina na klinični prag CLSI 2 μg/ml za "hude" izolate.

Ali obstajajo kakšni živi modeli?

Da, vendar še ne pri sesalcih: v modelu C. elegans je koniotin A (8 μg/ml) zmanjšal kolonizacijo s C. albicans in podaljšal življenjsko dobo črvov, okuženih z multirezistentnim C. auris, v primerjavi z amfotericinom B in kontrolno skupino. To je hiter »tehnološki prikaz« potenciala; sesalci so naslednji korak.

Zakaj je to pomembno?

• Nujno so potrebni novi razredi. Klinika ima v svojem arzenalu le tri glavne skupine sistemskih protiglivičnih zdravil; odpornost narašča, Candida auris pa je kritična prednostna naloga na seznamu SZO. Zato je vsak »nov ogrod« molekule z drugačnim mehanizmom vreden zlata.
• Platforma je tudi božji dar. Že sam pristop – poceni frakcioniranje + hitro MS presejanje in dereplikacija – pomaga ujeti redke, »pridušene« metabolite, ki se izgubijo v ozadju prevladujočih spojin v surovem ekstraktu. To je prilagodljivo za akademske laboratorije, ne le za velike farmacevtske presejalne preiskave.
• Kombinacije z ehinokandini: Natančen zadetek β-glukana na površino zasidra kaspofungin na njegov cilj – logična strategija za premagovanje odpornosti C. auris.

Muha v mazilu in načrti

Podatkov pri sesalcih še ni: preveriti moramo farmakokinetiko, toksikologijo, terapevtsko okno in izbrati obliko (najverjetneje parenteralno ali topično, glede na fizikalno kemijo molekule). Strukturo in stik z β-glukanom je treba razjasniti na ravni NMR/kristalografije ter preveriti »tveganje odpornosti« pod dolgotrajnim pritiskom. Toda koniotini so že zdaj videti kot resnični kandidati za predklinično uporabo, sama platforma pa je pot do drugih »skritih« naravnih protiglivičnih zdravil.

Vir: Chen X. et al. Koniontini, lipopetabiotiki, aktivni proti Candidi auris, identificirani iz knjižnice frakcioniranja naravnih mikrobnih produktov. Nature Communications 16, 7337 (2025), objavljeno 8. avgusta 2025. Tabela MIC in poskusi s ključnimi mehanizmi v glavnem članku.