|
Навашин П.С. Редакционные статьи
В начало...
После создания в XX веке теоретически обоснованной избирательной антимикробной химиотерапии, сейчас, на рубеже нового столетия, становится ясно, что борьба с инфекционными заболеваниями оказывается в целом более сложной, чем коррекция фармакопрепаратами нарушений гомеостаза. Речь идет о распространении резистентности к препаратам ранее чувствительных к ним родов и видов микроорганизмов.
Возникают проблемы и другого рода - обусловленные общими сдвигами в микробных биоценозах организма человека. Хорошо известно, что сами успехи антибактериальной химиотерапии ведут к заполнению формирующихся экологических ниш оппортунистическими грибами, которые теряют при этом свою условную безобидность.
В настоящее время достаточно ясно, что для ближайших десятилетий будет характерно возрастание числа больных с ослабленным иммунным статусом. Иммунодефицит является следствием не только отрицательных явлений в жизни современного общества - от распространения ВИЧ-инфекции до общего роста стрессовых ситуаций, но обусловлен возрастающими возможностями медицины - все более широким использованием цитостатиков и иммунодепрессантов. Грибковым инфекциям благоприятствуют инвазивные, хирургические, инструментальные вмешательства, обследование больных, внедрение в медицину новых материалов и конструкций для протезирования и т.п.
Основным и наиболее частым "оппортунистическим патогеном" по-прежнему признается Candida albicans, хотя все больше привлекают внимание и другие виды этого рода [1]. Остаются проблемой такие опасные и тяжелопротекающие инфекции, как системный аспергиллез, криптококковый менингит, диссеминированный гистоплазмоз, кокцидиоидомикоз и др. Недавно, установлено, что ведущей, наиболее частой причиной смерти при ВИЧ-инфекции является низший эукариот - Pneumocystis carinii, относящийся к грибам [2]. Это открытие осложняет задачи антифунгальной химиотерапии, так как ряд известных препаратов заранее оказываются неприменимыми: у P.carinii вместо характерного для грибов эргостерола в клеточной мембране находится свойственный животным клеткам холестерол.
Антибиотик амфотерицин В, применяемый в клинике свыше сорока лет, до сих пор рассматривается как "золотой стандарт" противогрибковой терапии. Этим подчеркивается его мощный фунгицидный эффект, обусловленный прямым действием на проницаемость клеточной мембраны (формирование водных каналов) и индукцией активных форм кислорода в клетке, но, главное, медленным развитием к нему резистентности, несмотря на многие годы широкого применения. Замена его мишени в грибной клетке, а именно - эргостерола мембраны маловероятна, так же как маловероятно экранирование эргостерола от антибиотика. Различия в сродстве амфотерицина В к эргостеролу и холестеролу (основной стерол клеток млекопитающих) вызваны наличием двойной связи при С-22 в молекуле эргостерола. Это делает более жесткой конформацию мишени и повышает взаимодействие эргостерола с амфотерицином В за счет гидрофобного связывания [3].
С понятием "золотой стандарт" не совсем совместима токсичность амфотерицина В, ограничивающая его системное применение (нефротоксичность, возможные дисфункции нервной системы и другие побочные явления). В связи с этим предпринимались и продолжают предприниматься попытки модификаций его структуры (метамфоцин и некоторые другие производные). Широкую известность получили подходы к снижению токсичности и улучшению фармакокинетики амфотерицина В с фармацевтических позиций. Получены его липосомальные препараты, препараты типа "амфотерицин В + липидные комплексы", препараты в виде "коллоидных дисперсий". К числу их достоинств относятся меньшая токсичность, пролонгированная фармакокинетика, лучшая доставка антибиотика внутрь животной клетки - к местам локализации инфекционного агента. Детергенты как диспергирующие агенты повышают избирательное действие антибиотика на грибы, снижая токсичность для животных клеток (пример - дезоксихолат, используемый в препарате "Фунгизон").
Несмотря на то, что липосомальные формы амфотерицина В дороги, вводятся при лечении системных микозов только внутривенно, интерес к ним по-прежнему высок.
Следует отметить еще один подход к совершенствованию препаратов амфотерицина В: пытаться за счет подбора определенных композиций снижать концентрацию индуцируемых им свободных радикалов в животных тканях или повышать чувствительность к ним клеток грибов.
Примечательно, что именно со стеролами связан механизм действия большинства антифунгальных соединений, вошедших в медицинскую практику.
Эргостерол в клетках грибов обязателен для пролиферации. Его исчезновение может быть причиной немедленной остановки роста. Кроме того, эргостерол в цитоплазматической мембране гриба подобно холестеролу в мембране клеток у млекопитающих контролирует текучесть и целостность мембраны и ее биологические функции.
Биосинтез эргостерола можно разделить на 4 стадии: 1) образование мевалоновой кислоты, 2) полимеризация мевалоновой кислоты в сквален, 3) циклизация сквалена в ланостерол, 4) модификация ланостерола, ведущая к эргостеролу [4]. Стадии дифференцируются на отдельные ферментативные реакции, катализируются ферментами, которые могут быть мишенями антифунгальных веществ.
Ферменты первой стадии локализованы в митохондриях, второй - главным образом в цитозоле; ферменты, включенные в третью и четвертую стадии, имеют микросомальную локализацию. Для каждой стадии биосинтеза эргостерола известны ингибиторы. Тем не менее далеко не все из них могут быть использованы в клинике.
Бета-лактон 1233А оказался эффективным и специфическим ингибитором 3-гидрокси-3-метилглутарил-СоА-синтазы - одного из ферментов первой стадии биосинтеза эргостерола. Однако плохое проникновение в клетки грибов воспрепятствовало его клиническим испытаниям. Сесквитерпены мевинолин и компактин избирательно подавляют активность 3-гидрокси-метилглутарил-СоА-редуктазы, также фермента первой стадии биосинтеза эргостерола. Ввиду плохого проникновения в клетку грибов эти ингибиторы также не имеют практической ценности. Вторая стадия биосинтеза эргостерола - конденсация "хвост к хвосту" двух молекул фарнезилпирофосфата - катализируется скваленсинтазой.
На третьей стадии сквален с участием скваленэпоксидазы и скваленциклазы превращается в ланостерол. Ряд аллиламинов (тербинафин, нафтифин) и тиокарбаматов (толнафтат, толциклат) подавляют активность скваленэпоксидазы и проявляют антифунгальные свойства. Помимо этого аллиламины снижают in vivo соотношение ненасыщенные/насыщенные жирные кислоты.
Последняя стадия - превращение ланостерола в эргостерол сложнее предыдущих. Здесь промежуточными соединениями между ланостеролом и эргостеролом могут быть до 13 стерольных структур. Соответственно при этом обнаруживается и значительный набор ферментов, которые могут быть потенциальными мишенями для антифунгальных веществ.
Азолы
Эти важнейшие до настоящего времени представители синтетических антифунгальных агентов, применяемые местно и системно, имеют широкий спектр действия, охватывающий дрожжи и нитчатые грибы [5]. Азолы ингибируют активность одного из ферментов четвертой стадии биосинтеза эргостерола, а именно цитохром Р-450 зависимой 14- -деметилазы (Р45014Dm). Еще в 40-х годах были установлены антифунгальные свойства бензимидазола. Производные имидазола клотримоксазол и кетоконазол широко изучаются с конца 60-х годов. Триазолы - итраконазол и флуконазол имеют преимущество перед имидазолами вследствие лучшей фармакокинетики и меньшей токсичности.
Азолы связываются с железом гема и апопротеиновой частью Р45014Dm [5]. Инактивация обусловлена образованием стехиометрического комплекса и при соответствующих условиях достигает 100%.
Степень сродства азолов к мишени зависит от азотсодержащего гетероцикла и заместителя при N-1 в молекуле. Молекулярный механизм взаимодействия азолов с Р45014Dm хорошо изучен. Инактивация Р45014Dm, ведущая к подавлению биосинтеза эргостерола, обусловливает и накопление в клетке ряда 14-метилированных стеролов. К ним относятся 14--метил-эргоста- 8, 24 (28)-диен-3 , 6-диол и 24-метилендигидроланостерол, а также другие соединения. Почти одновременное "изъятие" эргостерола и накопление в мембране его предшественников и продуктов их ферментативных превращений нарушает проницаемость мембраны, влияет на активность связанных с мембраной ферментов.
Отмечается, что у обработанных азолами грибных клеток прекращается синтез ненасыщенных жирных кислот, которые частично заменяются пальмитиновой кислотой. Отмечен вторичный эффект азолов на Mg++, Na+, K+-АТФазу, цитохромоксидазу и цитохром С пероксидазу (следствие подавления биосинтеза эргостерола).
В последние годы среди разных видов Candida все чаще выявляется резистентность к азолам. Особенно это характерно для C.albicans. Причинами резистентности являются снижение проницаемости клеточной мембраны, наличие в ней системы активного выброса, или же суперпродукция мишени - Р45014Dm. Резистентность, ассоциированная с транспортом в клетку, может быть неодинакова для различных азолов: так, резистентность к флуконазолу не означает резистентности к итраконазолу.
Среди находящихся на стадии клинического изучения азолов наиболее интересным представляется вориконазол (vorikonazol), эффективный против Aspergillus spp. и других нитчатых грибов [2]. Он эффективен также против флуконазолорезистентных видов Candida, включая C.krusei и C.tropicalis. Предклинические испытания проходят антифунгальные азолы Tak 187, SSY 726 и Sch 56592. Последний активен против дрожжей, нитчатых грибов и диморфных грибов, таких как Coccidioides immitis и Histoplasma capsulatum.
Антифунгальными свойствами обладают и другие ингибиторы ферментов четвертой стадии биосинтеза эргостерола - азастеролы и морфолины. Так, 15-азастерол (антибиотик А 28522В) подавляет активность 14редуктазы; 23-азастерол подавляет активность 28-метилен 24(28)редуктазы. В клинике ни один из азастеролов не применяется. Морфолины, в частности применяемый местно аморолфин, являются ингибиторами 8-7-изомеразы, а также 14-редуктазы, то есть имеют две мишени. Токсичность до сих пор описанных морфолинов исключает возможность их системного применения.
Аллиламины и тиокарбаматы
Мишенью этих синтетических структур, воздействующих на третью стадию биосинтеза эргостерола, является скваленэпоксидаза - фермент, катализирующий циклизацию сквалена, что ведет к формированию из этого предшественника ланостерола [1, 6]. В результате обрывается биосинтез эргостерола и в мембране накапливается сквален. Предполагается, что фунгицидный эффект обусловлен не только уменьшением содержания эргостерола в мембране, но и тем, что сквален повышает ее текучесть. Представитель аллиламинов тербинафин (SF 86-327) высокоэффективен против нитчатых грибов, в том числе Aspergillus fumigatus и мицелиальных форм дрожжей. Тербинафином (ламизил) успешно лечат поверхностные микозы различной этиологии [2].
Сходным спектром антифунгального действия обладает представитель тиокарбаматов - толнафтат.
Следует отметить важный факт, что скваленэпоксидаза клеток млекопитающих не чувствительна ни к аллиламинам, ни к тиокарбаматам. Этим подчеркивается избирательность их действия на клетки грибов.
Далее...
Написать комментарий
|
