"Skriveni antibiotici": Nova klasa antifungalnih tvari pronađenih u uobičajenoj gljivici

Znanstvenici su pokazali da ako se ne testiraju "sirovi" ekstrakti mikroorganizama u cjelini, već se prvo odvoje u frakcije i brzo filtriraju poznate molekule pomoću masenih spektara, tada se u istim uzorcima počinju pojavljivati skrivene aktivne tvari. Tako su naišli na koniotine - rijetke linearne lipopeptidibiotike iz gljivice Coniochaeta hoffmannii. Koniotin A pokazao se aktivnim protiv "problematične četvorke" s popisa WHO-a: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans i Aspergillus fumigatus; štoviše, pogađa β-glukan stanične stijenke, što uzrokuje da stanica "obnovi" stijenku i postane ranjivija na kaspofungin. Rad je objavljen u časopisu Nature Communications.

Pozadina

• Zašto su svima toliko potrebni novi antifungalni lijekovi? U klinici zapravo postoji nekoliko glavnih klasa sistemskih lijekova (azoli, polieni, ehinokandini; nedavno dodani ibreksafunger, rezafungin itd.), a otpornost raste brže od pojave "kemije" s novim ciljevima. Recenzije razvoja naglašavaju: postoji napredak, ali prozor mogućnosti je i dalje uzak.
• Zašto Candida auris? To je nozokomijalna kvasnica s čestom otpornošću na više lijekova, bolničkim epidemijama i teškim ishodima; WHO ju je klasificirao kao kritični prioritet zajedno s C. albicans, A. fumigatus i C. neoformans. Smjernice CDC-a posebno naglašavaju testiranje osjetljivosti i praćenje otpornosti.
• Problem ehinokandina (kaspofungin, itd.). Oni su "glavni oslonac" terapije invazivne kandidijaze: blokiraju sintezu β-1,3-D-glukana u staničnoj stijenci. No, mutacije FKS1 koje smanjuju osjetljivost na ehinokandine sve se više nalaze u C. auris - otuda i interes za molekule koje "hvataju" djelovanje kaspofungina ili zaobilaze njegove slabe točke.
• Odakle bi mogli doći novi molekularni kosturi. Povijesno gledano, prirodni produkti gljiva i bakterija glavni su izvor antiinfektivnih kemotipova. Ali „sirovi“ ekstrakti često su pretrpani dominantnim poznatim spojevima. Stoga se moderni probiri oslanjaju na preliminarno frakcioniranje i dereplikaciju prema LC-MS/MS i molekularnim mrežama (GNPS, SNAP-MS) kako bi se brzo filtrirali „vrlo poznati“ i uhvatili rijetki metaboliti.
• Tko su peptaibiotici? To su linearni neribosomski peptidi bogati neobičnom aminokiselinom Aib, najčešće u gljivama roda Trichoderma; klasa je poznata po svojoj membranskoj aktivnosti i otpornosti na proteolizu. Lipopeptaibiotici su njihova "debelorepa" varijanta. U tom kontekstu, otkriće koniotina u Coniochaetama proširuje geografiju klase i pruža novi kemijski "skelet".
• Što ovaj rad dodaje. Autori su pokazali da biblioteka prefrakcioniranih mikrobnih ekstrakata + brza MS dereplikacija dramatično povećava prinos „stvarno novih“ kandidata, a na toj platformi su izolirali koniotine A–D - lipopeptaibiotike aktivne protiv C. auris i drugih klinički važnih gljivica. Cilj je β-glukan stanične stijenke; učinak dovodi do sinergije s kaspofunginom. Ovo je i novi mehanizam (membranska aktivnost je češće opisana za peptaibiotike) i praktična ideja za kombinacije gdje ehinokandini „opadaju“.
• Zašto sve ovo u praksi. C. auris s FKS mutacijama i biofilmovima već ograničava izbor terapije; nove molekule koje ometaju arhitekturu stijenke i pojačavaju ehinokandine obećavajući su način smanjenja rizika od neuspjeha liječenja i otpornosti na bypass.

Kako je pronađen "početnik"

Istraživači su sastavili biblioteku prefrakcioniranih ekstrakata bakterija i gljivica te ih analizirali s dvije vrste Candide, C. auris i C. albicans. Ovaj pristup dramatično je povećao broj pogodaka u usporedbi sa sirovim ekstraktima i omogućio brzu dereplikaciju poznatih klasa (eniatina, surfaktina, tunikamicina) iz MS/MS otisaka prstiju, fokusirajući se na nepoznati vrh aktivnosti iz Coniochaeta. Vođen aktivnošću frakcija, tim je izolirao četiri srodne molekule, koniotine A-D. Njihovo podrijetlo potvrđeno je hibridnim PKS-NRPS klasterom (~182 kb; 21 NRPS modul - točno 21 aminokiselinski ostatak peptida). Klaster sadrži mnoge neobične aminokiseline (npr. α-aminomaslačnu kiselinu, Aib), što je tipično za peptibiotike i povezano je s njihovom otpornošću na proteolizu.

Koliko "uzima" gljiva (MIC iz tablice)

U testovima osjetljivosti (razrjeđivanje mikrobujona), koniotin A je pokazao:

• C. auris (rezistentni klinički izolati): MIC 8 μg/mL u tri soja; 4 μg/mL u jednom. Za usporedbu, kaspofungin u ovim sojevima: MIC 64 μg/mL, a flukonazol - >64 μg/mL.
• A. fumigatus (uključujući FluR): MIC 4 μg/mL; flukonazol je neučinkovit (>64 μg/mL), a kaspofungin je slab (64 μg/mL).
• C. neoformans H99: MIC 4 μg/ml.

Zasebna prednost je selektivnost: na ljudskim eritrocitima hemoliza je započela tek pri >256 μg/ml, što je znatno „dalje“ od terapijskih razina za amfotericin B (8 μg/ml u istom testu).

Kako funkcionira

Koniotin A se ne nakuplja unutar stanice i dospijeva na površinu:

• Veže se na β-glukan stanične stijenke (pull-down masena spektrometrija),
• Sprječava razgradnju laminarina pomoću β-1,3-glukanaze i inhibira aktivaciju faktora G (Glucatell® reagens),
• Potiče preoblikovanje stijenke (rast hitina, zadebljane septume) i morfološke poremećaje koji su vidljivi na konfokalnim i TEM slikama.
  Kao rezultat toga, C. auris postaje osjetljiviji na kaspofungin: u šahovskoj ploči, kombinacija dramatično snižava minimalnu inhibitornu koncentraciju kaspofungina na klinički prag CLSI-ja od 2 μg/mL za „teške“ izolate.

Ima li živih modela?

Da, ali još ne kod sisavaca: u modelu C. elegans, koniotin A (8 μg/ml) smanjio je kolonizaciju od strane C. albicans i produžio životni vijek crva zaraženih s C. auris otpornim na više lijekova u usporedbi s amfotericinom B i kontrolom. Ovo je brza „tehnološka demonstracija“ potencijala; sisavci su sljedeći korak.

Zašto je ovo važno?

• Hitno su potrebne nove klase lijekova. Klinika u svom arsenalu ima samo tri glavne skupine sistemskih antifungalnih lijekova; otpornost raste, a Candida auris je ključni prioritet na popisu WHO-a. Stoga je svaki „novi kostur“ molekule s drugačijim mehanizmom vrijedan zlata.
• Platforma je također dar s neba. Sam pristup - jeftino frakcioniranje + brzi MS probir i dereplikacija - pomaže u hvatanju rijetkih, „prigušenih“ metabolita koji se gube na pozadini dominantnih spojeva u sirovom ekstraktu. Ovo je skalabilno za akademske laboratorije, ne samo za velike farmaceutske probire.
• Kombinacije s ehinokandinima: Precizan pogodak β-glukana na površinu usidrava kaspofungin na njegovu metu - logična strategija za prevladavanje otpornosti C. auris.

Muha u masti i planovi

Još nema podataka za sisavce: moramo provjeriti farmakokinetiku, toksikologiju, terapijski prozor i odabrati oblik (najvjerojatnije parenteralni ili lokalni, s obzirom na fizikalnu kemiju molekule). Strukturu i kontakt s β-glukanom treba razjasniti na razini NMR/kristalografije, a treba provjeriti i „rizik od rezistencije“ pod duljim pritiskom. Ali već sada koniotini izgledaju kao pravi kandidati za predkliničku upotrebu, a sama platforma je put do drugih „skrivenih“ prirodnih antifungalnih lijekova.

Izvor: Chen X. i dr. Koniontini, lipopetabiotici aktivni protiv Candide auris identificirani iz biblioteke frakcioniranja prirodnih mikrobnih proizvoda. Nature Communications 16, 7337 (2025), objavljeno 8. kolovoza 2025. Tablica MIC-a i eksperimenti s ključnim mehanizmima u glavnom članku.