CURRENT TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF ANTIFUNGAL AGENTS

全文:

Введение

Грибковые инфекции, долгое время остававшиеся на периферии инфектологии, в наше время представляют собой растущую и недооцененную угрозу для общественного здравоохранения. По последним оценкам, ежегодно в мире регистрируется около 6,5 миллионов случаев инвазивных грибковых инфекций, которые приводят к 3,8 миллионам смертей. Высокая летальность, часто превышающая 50%, связана с ограниченным арсеналом противогрибковых препаратов, их токсичностью, ростом устойчивости возбудителей и сложностями в диагностике [1]. В 2022 г. ВОЗ впервые опубликовала список приоритетных грибковых патогенов [2], чтобы привлечь внимание к проблеме. В число патогенов критического приоритета вошли: Cryptococcus neoformans, вызывающий менингоэнцефалит, особенно у пациентов с ВИЧ, Candidozyma auris (Candida auris, мультирезистентный внутрибольничный патоген), Aspergillus fumigatus, вызывающий инвазивный аспергиллез, Candida albicans, являющаяся распространенным возбудителем инвазивного кандидоза.

Распространение устойчивости к существующим препаратам, особенно к азолам (основному классу противогрибковых средств), достигло тревожных масштабов. Ограниченный арсенал препаратов ведет к их широкому и часто нерациональному применению, что вызывает быстрый рост резистентности. Резистентность, в сочетании с токсичностью и задержками в диагностике, делает лечение микозов все менее эффективным, особенно для самых уязвимых групп пациентов [3].

В настоящее время выбор противогрибковых препаратов невелик. Существует всего шесть классов антимикотиков, препараты из которых можно применять для лечения системных микозов: азолы, полиены, эхиноканднины, аллиламины, аналоги пиримидина, тритерпеноиды. Для лечения инвазивных микозов в основном используют только три класса противогрибковых препаратов: азолы, полиены (амфотерицин В) и эхинокандины. Этого крайне недостаточно для сложившейся острой ситуации в лечении микозов. За  период 2015-2025 гг. в клиническую практику вошли только четыре новых системных препарата: 1) Изавуконазол, одобренный в 2015 г. Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для лечения инвазивного аспергиллеза и мукоромикоза; 2) ибрексафунгерп, одобренный FDA в 2021 г. для перорального лечения вульвовагинального кандидоза и профилактики рецидивов; 3) отесеконазол, одобренный FDA в 2022 г. для лечения рецидивирующего вульвовагинального кандидоза; 4) резафунгин, одобренный FDA в 2023 г. для лечения инвазивного кандидоза и кандидемии. Из них два ибрексафунгерп и отесеконазол предназначены только для лечения поверхностных инфекций.

Настоящий обзор посвящён современным тенденциям в разработке противогрибковых препаратов для терапии инвазивных микозов. Сходство фундаментальных клеточных механизмов у грибов и человека накладывает серьёзные ограничения на арсенал доступных фармакологических мишеней, усложняя разработку эффективных и безопасных антимикотиков. Основные направления поиска противогрибковых соединений нацелены на выявление молекул, действующих на: 1) биосинтез компонентов клеточной стенки гриба, 2) функции клеточной мембраны, включая биосинтез эргостерола, 3) пути передачи сигналов в клетке гриба, 4) биосинтез белка, 5) репликацию и транскрипцию нуклеиновых кислот в клетке гриба.

 

Клеточная стенка

Противогрибковые препараты, действующие на клеточную стенку грибы, по своей сути являются селективными, многие природные вещества идентифицированы как ингибиторы функционирования клеточной стенки. В зависимости от конкретной цели соединения, нацеленные на клеточную стенку можно разделить на следующие группы: 1) ингибиторы β-1,3-глюкансинтетазы, 2) ингибиторы β-1,6-глюкансинтетазы, 3) ингибиторы хитинсинтазы, 4) ингибиторы синтеза гликозилфосфатидилинозитол-связанных белков, 5) ингибирование за счет образование комплекса с D-маннозой.

β-1,3-глюкансинтетаза. Полисахарид β-(1,3)-D-глюкан, который составляет ~50% от всех компонентов клеточной стенки и является основным структурным элементом, к которому прикреплены другие компоненты: хитины, гликопротеины, маннаны, гликаны. [4]. У всех известных грибов линейные β-(1,3)-D-глюкановые цепи синтезируются при помощи фермента β-1,3-D-глюкансинтазы локализованного в плазматической мембране. В качестве субстрата β-1,3-D-глюкансинтаза использует уридин-дифосфат-глюкозу (UDP-Glc). Ключевые природные ингибиторы фермента β-(1,3)-D-глюкансинтазы представлены тремя группами: 1) эхинокандины (циклические липопептиды), 2) энфумафунгины (кислые терпеноиды/тритерпеновые гликозиды) и 3) папулакандины (гликолипиды). Несмотря на химические различия, все они действуют сходным образом – неконкурентно ингибируют ферментативный комплекс β-(1,3)-d-глюкансинтазы с UDP-Glc, что останавливает синтез β-(1,3)-глюкана. Потеря целостности клеточной стенки приводит к осмотическому дисбалансу и разрушению клетки гриба [5].

Представители класса эхинокандинов: каспофунгин, микафунгин, анидулафунгин и резафунгин, одобренные для клинического применения, демонстрируют высокую эффективность в отношении патогенных грибов. Эхинокандин B был обнаружен в 1970-х гг. в культуральной жидкости гриба Aspergillus nidulans var. echinulatus [6], что положило начало новому класса противогрибковых препаратов. На его основе были созданы полусинтетические производные, анидулафунгин и резафунгин, последний отличается высокой химической стабильностью и хорошей растворимостью в водных системах [7]. На основе липогексапептидов семейства эхинокандинов - пневмокандинов, продуцируемых грибом Zalerion arboricola, [8] был разработан каспофунгин, - первый эхинокондин одобренный для клинического применения в США и ЕС в 2001 г. FR901379, сульфатированный эхинокандин из гриба Coleophoma empetri, служит промежуточным продуктом для синтеза микафунгина [9].Эхинокандины обладают фунгицидной активностью в отношении большинства видов Candida, включая азол-устойчивые штаммы, и фунгистатической в отношении представителей рода Aspergillus, включая штаммы, резистентные к амфотерицину В и азолам [6]. Эхинокандины практически не активны в отношении Cryptococcus spp., Scedosporium spp., Fusarium spp. Успех эхинокандинов стимулировал активный поиск новых циклических пептидов, ингибирующих синтез β-(1,3)-D-глюкана, подробно рассматриваются в обзорах литературы [5, 10].

Гликозилированные тритерпены (энфумафунгин, аскостерозид, арундифунгин, эргоконин А) демонстрируют выраженную противогрибковую активность в отношении видов Aspergillus и Candida, но, как правило, неэффективны в отношении C. neoformans [5]. Наиболее значимым представителем этой группы является энфумафунгин, продуцируемый грибом Hormonema carpetanum. На его основе был разработан первый в своем классе полусинтетический препарат ибрексафунгерп, одобренный FDA в 2021 г. для лечения вульвовагинального кандидоза [11]. Ибрексафунгерп проявляет высокую активность в отношении C.albicans, C.tropicalis, C.parapsilosis и Pichia kudriavzevii. Среди других природных терпенов следует упомянуть следующих представителей. Аскостерозид, продуцируемый грибами родов Ascotricha и Ellisiodothis, активен в отношении дрожжей Candida spp., особенно в отношении Nakaseomyces glabratus (С. glabrata), S. cerevisiae и мицелиальных грибов Trichophyton mentagrophytes, Aspergillus nidulans, вызывая нарушение роста гиф и изменение формы клеток дрожжей [12]. Арундифунгин, продуцируемый аскомицетом Arthrinium arundinis, проявляет спектр активности схожий с эхинокандинами [13]. Эргоконин А, продуцируемый Trichoderma koningii и T.viride подавляет рост дрожжей Candida spp., S.cerevisiae и большинства мицелиальных грибов, вызывая морфологические изменения гиф у A. fumigatus [14].

Другой класс гликолипидных ингибиторов β-(1,3)-D-глюкансинтазы -  папулакандины А–Е, выделенные из Papularia sphaerosperma, демонстрирует узконаправленную противогрибковую активность, главным образом в отношении представителей рода Candida, за исключением C. guilliermondii. Папулакандины неэффективны в отношении C. neoformans и мицелиальных грибов, включая A. fumigatus. Хотя папулакандин В показал сходный с энфумафунгином механизм действия [15] и превзошел in vitro по эффективности каспофунгин, его клинический потенциал был ограничен из-за низкой эффективности в экспериментах in vivo. Попытки преодолеть эти ограничения с помощью синтеза аналогов не увенчались успехом. Тем не менее, биологическая активность папулакандинов послужила стимулом для поиска внутри этого семейства. В 2025 г. из гриба Pestalotiopsis rosea были выделены пестиорозины A–F, проявлющие значительную активность в отношении C. albicans [16].

β-1,6-глюкансинтетаза. Содержание β-(1,6)-D-глюкана в стенке колеблется от 5% до 21%, он играет роль «клеточного клея», связывая другие ключевые элементы [5]. Поскольку β-(1,6)-D-глюкан полностью отсутствует в клетках млекопитающих, его ингибирование потенциально может быть безопасным для человека. Пиридобензимидазол D75-4590 ингибирует включение глюкозы в β-(1,6)-D-глюкан. Мишенью молекулы является мембранный белок Kre6p, критический для синтеза β-(1,6)-D-глюкана in vivo и активности β-(1,6)-D-глюкансинтазы in vitro [17]. D75-4590 активен в отношении большинства видов Candida, в том числе устойчивых к флуконазолу штаммов, но не в отношении C. neoformans или видов рода Aspergillus [18]. Однако в экспериментах in vivo D75-4590 показал слабую эффективность. Его химическая модификация позволила получить D21-6076 с улучшенными свойствами подавляющее адгезию и инвазию C. albicans на модели вагинального кандидоза.

Хитинсинтаза. Хитин – гомополимер N-ацетил-D-глюкозамина, составляет 1-3 % от общего количества полисахаридов клеточной стенки в дрожжах и 10-20% - в мицелиальных грибах [5] и отсутствующий в человеческих клетках. Он выполняющий структурную и каркасную функции. Синтез хитина осуществляется ферментом хитинсинтазой, использующим уридиндифосфат-N-ацетилглюкозамин (UDP-GlcNAc) в качестве субстрата. Количество генов хитинсинтаз, идентифицированных у вида грибов, варьируется от двух до девяти [19].

Никкомицины - пептидилнуклеозидные антибиотики, полученные из Streptomyces tendae и S. ansochromogenes, проявили клиническую эффективность у млекопитающих в отношении диморфных грибов Coccidioides, Histoplasma и Blastomyces spp. [20]. Они сходны по структуре с UDP-GlcNAc и действуют как конкурентные ингибиторы, блокируя активность хитинсинтаз [21]. Никкомицин Z разрабатывался как орфанный препарат для лечения кокцидиоидомикоза [22]. Была проведена I фаза клинических исследований (NCT00834184), показавшая, что препарат хорошо переносился здоровым пациентами. Клиническое исследование II фазы (NCT00614666) по определению безопасной дозы для пациентов с кокцидиоидомикозом легких было досрочно прекращено из-за проблем с набором участников и нехватки финансирования, но планируется проведение клинического исследования IIA фазы.

Гликозилфосфатидилинозитол-связанные белке. Наружный слой клеточной стенки грибов богат белками, участвующими в росте, морфогенезе, адгезии и формировании биопленок. Среди белков, связанных с липидами отдельной группой, стоят белки, содержащие С-концевую сигнальную последовательность, которая обеспечивает связь с гликозилфосфатидилинозитольным (GPI) якорем. GPI-якоря необходимы для поддержания жизнеспособности грибов, любое удаление белков, участвующих в биогенезе GPI, приводит к гибели клетки гриба. Для GPI-белков разных грибов характерна высокая гетерогенность по функциям и клеточной локализации. У C. albicans обнаружены 115 GPI-связанных белков, у S. cerevisiae – 58 х23ъ.  

Компания Eisai разработала ингибитор Gwt1 – фермента, который катализирует ацилирование инозитола на ранней стадии биосинтеза GPI, необходимого для формирования GPI-якорей [24]. Путем проверки библиотек, содержащих соединения, подавляющие синтез клеточной стенки грибов, было обнаружено соединение 1-(4-бутилбензил)изохинолин, которое позже было химически модифицировано в соединение E1210 (маногепикс) [25], продемонстрировавшее высокую противогрибковую активность in vitro в отношении широкого спектра патогенных грибов, включая Candida spp., Aspergillus spp. и других плесневых грибов, таких как Fusarium и Scedosporium spp., также активное in vivo [26]. Маногепикс является активным компонентом пролекарства Фосманогепикса. После перорального или внутривенного введения системные фосфатазы быстро превращают Фосманогепикс в Маногепикс [27]. Фосманогепикс находится на III фазе клинических исследований (NCT05421858, NCT06433128) для лечения грибковых инвазивных инфекций.

D-манноза. Маннаны клеточной стенки грибов преимущественно входят в состав белково-полисахаридных комплексов. Внешнюю поверхность клеточной стенки дрожжей формируют маннопротеиины, связаны через GPI с β-(1,6)-D-глюканами и расположенными под ним фибриллами [28]. Механизм действия прадимицинов и бенаномицинов предполагает избирательное взаимодействия с остатками D-маннозы, с формирование устойчивых комплексов, что вызывает быструю утечку ионов калия и цитозольных малых молекул, вызывая значительные повреждения клеточных и ядерных мембран [29]. Эти антимикотики демонстрирует высокую in vitro фунгицидную активность и широкий спектр противогрибкового действия, высокую in vivo эффективность на мышах в отношении C. albicans, C.neoformans и A. fumigatus Прадимицины эффективны в отношении широкого спектра грибов, однако дальнейшая разработка этих соединений ограничена низкой растворимостью препаратов в воде и тенденцией к формированию нерастворимых агрегатов.

 

Клеточная мембрана

Фосфолипиды, сфинголипиды, жирные кислоты, стеролы и триацилглицерины, – это важнейшие биомолекулы для функционирования любой клетки [30]. Различия в метаболизме липидов между грибами и млекопитающими служат целями для разработки антимикотиков. Ключевыми мишенями являются: 1) эргостерол, 2) ланостерол-14α-демитилаза (CYP51) и 3) скваленэпоксидаза, 4) сфинголипиды, 5) инозитолфосфоцерамид-синтаза (IPC), 6) синтаза жирных кислот (FAS).

Эргостерол. Большинство классов противогрибковых соединений, используемых в клинической практике и/или в качестве фунгицидов в сельском хозяйстве, такие как полиены, азолы, аллиламины, морфолины, тиокарбаматы воздействуют на эргостерол. Эргостерол -– основной компонент клеточной мембраны грибов, поддерживает структуру мембран, регулирует транспорта веществ, передачу внутриклеточных сигналов и обеспечивает устойчивые адаптационные реакций [31]. Противогрибковая активность полиенов (амфотерицин В, нистатин, натамицин и др.) основана на их избирательном связывании с эргостеролом в мембранах грибов, а не с холестеролом млекопитающих. Это взаимодействие нарушает целостность мембраны, что приводит к утечке клеточного содержимого и гибели патогена. Хотя точный механизм до конца не изучен, основные гипотезы предполагают формирование трансмембранных ионных пор или «экстракцию» эргостерола из мембраны.

В последние годы ведутся активные работы по созданию аналогов полиенов с улучшенными свойствами: увеличение антифунгальной активности, снижение токсичности, улучшение растворимости в воде. Одним из таких перспективных соединений является BSG005 – производное нистатина [32]. In vitro он показал фунгицидную активность в отношении более чем 200 штаммов, включая устойчивые к азолам и эхинокандинам, а in vivo продемонстрировал превосходство над липосомальным амфотерицином B в отношении резистентных штаммов Aspergillus. В 2022 г. компания Biosergen AS инициировала клинические исследования I фазы (NCT04921254) для оценки безопасности и фармакокинетики BSG005. В 2024 г. начался набор пациентов в исследование Ib фазы (NCT06678113) для изучения эффективности препарата при инвазивных грибковых инфекциях.

Патрицины, еще одна группа полиенов, были выделены из Streptomyces aerofaciens. На основе Патрицина А, показавшего высокую противогрибковую активность в отношении C. albicans, было синтезировано амидное производное SPK-843, которое in vitro продемонстрировало активность, сопоставимую или превосходящую амфотерицин B, в отношении Candida spp., C. neoformans и Aspergillus spp. [33]. В исследованиях in vivo на мышах с легочным аспергиллезом SPK-843 показал лучшую выживаемость по сравнению с липосомальным амфотерицином B, не вызывая нефротоксичности [34]. По состоянию на 2011 год SPK-843 проходил III фазу клинических исследований в отношении инфекций, вызванных Cryptococcus или Aspergillus (NCT01125644).

Ланостерол-14-α-деметилаза отвечающая за деметилирование предшественников эргостерола, является главной мишенью азольных противогрибковых препаратов [3]. Азолы связываются железом гем-группы CYP51 и инактивирует CYP51.

Компания Mycovia Pharmaceuticals разработала новое поколение азолов: отесеконазол (VT-1161), квилсеконазол (VT-1129) и VT-1598, где традиционное триазольное кольцо заменено на тетразольное, а боковые цепи модифицированы для повышения селективности к CYP51, снижая риски побочных эффектов [35]. Отесеконазол в 2022 году был одобрен для лечения рецидивирующего вагинального кандидоза и в настоящее время изучается для терапии криптококкоза [36]. Квилсеконазол обладает активностью в отношении C. neoformans, C. gattii [37], видов Candida, в том числе C. glabrata и Pichia kudriavzevii [38].  VT-1598 обладает самым широким спектром действия в своей группе: эффективен в отношении Aspergillus spp., эндемичных грибов родов Coccidioides, Blastomyces, Histoplasma и мукоромицетов [39]. В 2024 г. была завершена фаза I клинического исследования безопасности и фармакокинетики VT-1598 для лечения кокцидиоидомикоза (NCT04208321).

Компания Pulmocide Ltd. разработала опельконазол – первый ингаляционный триазол для лечения легочного аспергиллеза [40], блокирующий синтез CYP51. В 2021 г. FDA присвоило Опельконазолу статус орфанного препарата, а в 2024 г. начата III фаза клинических исследований применения Опельконазола для профилактики и лечения аспергиллеза легких (NCT05238116).

Скваленэпоксидаза – значимый фермент для синтеза эргостерола, катализирует превращение сквалена в 2,3-оксидосквален, являющегося предшественником ланостерола. Ингибирование скваленмонооксигеназы медицинскими аллиламинами и сельскохозяйственными тиокарбаматами, приводит к дефициту эргостерола в грибковой клетке и ее гибели [41].

Фосфолипиды. Перспективным направлением в противогрибковой терапии является поиск соединений, нарушающих функции фосфолипидов. Мандимицин был обнаружен при масштабном скрининге бактериальных геномов. Он напрямую взаимодействует с различными фосфолипидами, что вызывает нарушение барьерной функции мембраны и потерю ионов. Способность связываться сразу с несколькими мишенями обеспечивает ему высокую фунгицидную активность, а также способность преодолевать возможную устойчивость. Мандимицин был эффективен в отношении Candida spp., Cryptococcus spp., A. fumigatus, Mucor sp., Fusarium sp., Exophiala dermatitidis, Talaromyces marneffei, Emergomyces pasteurianus [42].

Сфинголипиды – структурные компоненты клеточных мембран грибов, которые также выполняющие и сигнальные функции [30]. Некоторые из них, как глюкозилцерамид, повышают вирулентность патогенных грибов. В результате скрининга были идентифицированы два синтетических соединения: [N-(3-бром-4-гидроксибензилиден)-2-метилбензогидразид (BHBM) и его производное 3-бром-N-(3-бром-4-гидроксибензилиден) бензогидразид (D0), которые избирательно нарушают синтез грибного глюкозилцерамида, не затрагивая аналогичный процесс у млекопитающих. Соединения эффективны в отношении C .neoformans, C. gattii, Rhizopus oryzae, Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitidis, Pneumocystis murina и P. jiroveci [43]. BHBM и D0 хорошо переносились животными и оказывали синергетическое или аддитивное действие в сочетании с антимикотиками. BHBM и D0 повысили выживаемость мышей на моделях криптококкоза, в моделях пневмоцистной и кандидозной инфекции in vivo.

Синтаза инозитол-фосфоцерамида. Синтез сфинголипидов у грибов зависит от ферментов, большинство из которых имеют аналоги у млекопитающих. Исключением является IPC-синтаза – фермент, отсутствующий в организме человека, что делает его перспективной мишенью для разработки противогрибковых средств. Были обнаружены природные ингибиторы IPC-синтазы: ауреобазидин A, гальбонолиды А и В, хафрефунгин, плеофунгин А [44]. Ауреобазидин A, продуцируемый грибом Aureobasidium pullulans демонстрирует активность in vitro в отношении C. neoformans, B. dermatitidis, H. capsulatum и C. albicans, в большинстве случаев превосходя амфотерицин В. На моделях системного кандидоза у мышей ауреобазидин A показал лучшую эффективность, чем флуконазол и амфотерицин В [45]. Гальбонид Растмицин подавляет C. neoformans при концентрациях менее 1 нг/мл. Показана его эффективность на мышиной модели криптококкоза [46]. Хафрефунгин обладает фунгицидной активностью в отношении C. albicans, C. neoformans и S. cerevisiae в пикомолярных и наномолярных концентрациях [44] Плеофунгин А, выделенный из мицелия аскомицета Phoma sp. ингибировал рост C. albicans, C. neoformans и A. fumigatus [44].

Синтаза жирных кислот. Жирные кислоты, которые служат строительными блоками для фосфолипидов и сфинголипидов, а также являются резервуарами энергии и сигнальными молекулами, являются наиболее фундаментальными липидами в клетках. Синтез жирных кислот осуществляется в цитозоле мультиферментным комплексом FAS [30]. Синтетический препарат NPD6433 селективно нацелен на еноилредуктазу комплекса FAS, показана активность NPD6433 в отношении Candida spp., C. neoformans и A. fumigatus. [47]. CT2108A и CT2108B, выделенные из гриба Penicillium solitum, избирательно подавляли грибковую FAS и ингибировали рост C. albicans [48].

 

Внутриклеточные белки и пути передачи сигналов в клетке гриба

Современные противогрибковые препараты, разрешенные в клинической практике, действуют либо на клеточную стенку, либо на клеточную мембрану грибов. В настоящее время предпринимаются значительные усилия по поиску принципиально новых противогрибковых мишеней. Пристальное внимание сконцентрировано на ферментах, участвующих в метаболических процессах. Первостепенное внимание исследователей привлекают ключевые сигнальные пути, включая каскады протеинкиназ C, HOG-киназы и кальциневрина [49].

Киназы играют фундаментальную роли в регуляции роста, ответа на стресс и вирулентность грибов. Важным преимуществом является структурное отличие грибковых киназ от их человеческих аналогов, что открывает возможности для селективного ингибирования. Природный анимикотик Церкоспорамид демонстрирует высокую специфичность в отношении киназы Pkc1 C. albicans и выраженную синергию с эхинокандинами [50]. Известно, что казеин-киназа Yck2, играет ключевую роль в формировании устойчивости к эхинокандинам C. albicans [51]. Синтетический препарат 2,3-арил-пиразолопиридин (GW461484A), специфически связывается с уникальным участком этой киназы. Несмотря на первоначальные ограничения, связанные с фармакологическими свойствами GW461484A, создание улучшенных 6-цианопроизводных позволило получить соединения, эффективные в отношении резистентных штаммов Candida и проявляющие синергизм с эхинокандинами in vivo [52].

Белок теплового шока Hsp90 – эуккариотический шаперон, регулирующий правильное сворачивание, транспорт, созревание и деградацию белков. Белок теплового шока Hsp90 представляет собой перспективную мишень для противогрибковой терапии, поскольку он регулирует ключевые процессы жизнедеятельности грибов, включая вирулентность и устойчивость к препаратам [53]. Нарушение функции Hsp90 может повысить чувствительность патогенов к существующим лекарствам и предотвратить развитие резистентности. Однако высокая консервативность этого белка ограничивает применение ингибиторов из-за потенциальной токсичности для млекопитающих. Исследования демонстрируют потенциал комбинированной терапии с использованием ингибиторов Hsp90. Синтетический ингибитор Hsp90 – ганетеспиб в сочетании с флуконазолом проявляет синергетическую активность против резистентных штаммов C.albicans, подавляя образование биопленок и экспрессию генов устойчивости (CDR1, CDR2, ERG11 и MDR1) к азолам [54]. Аналогично, ингибитор гистондеацетилазы – вориностат усиливает действие итраконазола, вориконазола и позаконазола в отношении клинических штаммов Aspergillus spp., возможно, через подавление Hsp90 [55].

Кальциневрин – консервативный кальций-зависимая протеинфосфатаза, играющая ключевую роль в регуляции морфогенеза, гомеостаза и вирулентности грибов [56]. Кальциневринный путь в грибах хорошо ингибируется иммунодепрессантами, например циклоспорином А и такролимусом [57]. Несмотря на его привлекательность как мишени, циклоспорин А и такролимус непригодны для противогрибковой терапии из-за выраженной иммуносупрессивной активности, связанной с подавлением кальциневрина млекопитающих. Были разработаны селективные аналоги ингибиторов кальциневрина - APX879 и JH-FK-08. Последний продемонстрировал эффективность на модели криптококкоза у мышей, открывая путь к созданию безопасных противогрибковых средств, лишенных иммуносупрессивного действия [58].

TOR-киназа участвует в регуляции роста клеток и реакции на стресс у грибов, и ингибиторы TOR могут подавлять рост патогенных грибов. В 1970-х гг. был открыт рапамицин – макролидный антибиотик, подавляющий рост грибов через ингибирование TOR [59]. Однако его клиническое применение в качестве противогрибкового средства было остановлено из-за выраженного иммуносупрессивного действия, связанного с воздействием на mTOR у млекопитающих. В настоящее время предпринимаются исследования по разработке аналогов рапомицина, сохраняющих противогрибковую активность, но лишенных значительной иммуносупрессии. Данные препараты находятся в доклинической разработке.

 

ПРОЦЕССЫ биосинтез белка

N-миристоилтрансфераза (NMT) – важнейший фермент в котрансляционном и пострансляционном процессе, который химически модифицирует белки во время их сборки. Различия в структуре пептидных субстратов NMT грибов и млекопитающих позволяют создавать селективные ингибиторы [60]. Методом молекулярного докинга был синтезирова ряд производных миристиновой кислоты, нацеленных на NMT. Скрининг in vitro выявил четыре высокоактивных соединения против C. albicans и три – против A. niger [61].

Ингибирование аминоацил-тРНК-синтетаз блокирует доставку аминокислот в рибосому и тем самым нарушает синтез белка. Противогрибковый препарат икофунгипен, разрабатываемый в 2000 гг., селективно подавляет изолейцил-тРНК-синтетазу и проходил клинические исследования у пациентов с орофарингеальным кандидозом. Несмотря на хорошую переносимость, его эффективность (эрадикация 0–13%) оказалась значительно ниже, чем у флуконазола (56%), и дальнейшие исследования были прекращены [62].

Фактор элонгации 2 (EF-2) –играет ключевую роль в транслокации белка. Сордарин, и его производные селективно ингибируют грибной EF-2, блокируя синтез белка, не затрагивая аналогичный процесс у млекопитающих. Эти соединения активны в отношении видов родов Candida, Aspergillus, а также C.neoformans, P.carinii и др. Продолжаются работы по поиску аналогов сордарина для расширения спектра действия и улучшения фармакокинетического профиля путем химической модификации гликозилового участка [63].

Поли(А)-полимераза, необходима для стабилизации мРНК и регуляции ее активности. Ее ингибиторы, парнафунгины, соединения из Fusarium larvarum, активны против широкого спектра патогенов, включая Candida spp. и Aspergillus spp. [64].

Фарнезилтрансфераза, участвует в посттрансляционной модификации белков. Ее ингибиторы манумицин А и типифарниб показали активность in vitro в отношении родов Aspergillus и Candida. Однако их минимальные ингибирующие концентрации существенно превышали токсичные для клеток млекопитающих, что ограничивает терапевтический потенциал [65].

 

Процессы репликации и транскрипции

Создание антимикотиков, нацеленных на репликацию и транскрипцию нуклеиновых кислот открывает возможности для разработки препаратов с принципиально новым механизмом действия, способных изменить существующие стратегии лечения микозов.

Дигидрооротатдегидрогеназа – ключевой фермент синтеза пиримидинов, перспективная мишень из-за низкого сходства (~30%) с аналогом у млекопитающих. Её ингибирование нарушает синтез нуклеотидов и, как следствие, репликацию нуклеиновых кислот, метаболизма, с последующим лизисом клетки. [66]. Олорофим (F901318), первый представитель нового класса оротомидов, обратимо ингибирует дигидрооротатдегидрогеназу [67]. Олорофим является уникальным антимикотиком и обладает высокой активностью в отношении азол-резистентных изолятов Aspergillus spp. Scedosporium spp. и Lomentospora prolificans, Coccidioides spp., Sporothrix spp., H.capsulatum, B.dermatitidis, при этом активность в отношении представителей рода Candida, Mucorales, Alternaria spp., Exophiala spp. отсутствует. В настоящее время препарат находится на III фазе клинических исследований (NCT05101187) применение Олорофима у пациентов с инвазивными грибковыми заболеваниями, вызванными видами Aspergillus [67]. В 2023 г. FDA решило отложить выдачу разрешения до представления дополнительных данных и доказательств эффективности и безопасности Олорофима.

ДНК-топоизомеразы – класс ферментов, изменяющих топологическую структуру ДНК. Показано, что некоторые патогенные грибы имеют высокие уровни топоизомераз I и II [68]. Алкалоид эуполауридин селективно ингибирует грибковую топоизомеразу II, не проявляя цитотоксичности в отношении клеток млекопитающих [69]. Производные акридина и антрациклины (акларубицин, идарубицин) также демонстрируют in vitro активность против видов родов Candida, Aspergillus и Cryptococcus, подавляя рост и образование биопленок. Однако для разработки безопасных препаратов требуется всестороннее изучение структурных различий между грибковыми и человеческими топоизомеразами.

 

Заключение

Разработка новых противогрибковых препаратов является острой необходимостью в связи с ростом инвазивных микозов, высокой летальностью и распространением резистентности. Существующий арсенал антимикотиков ограничен, а за последнее десятилетие было одобрено лишь несколько новых средств, большинство из которых предназначены для лечения поверхностных инфекций. Современные исследования сосредоточены на поиске соединений, нацеленных на уникальные структуры и метаболические пути грибов, чтобы обеспечить селективность и снизить токсичность. Ключевыми направлениями являются ингибирование синтеза компонентов клеточной стенки (β-1,3-глюкан, хитин, GPI-якоря), нарушение функций клеточной мембраны (эргостерол, сфинголипиды) и воздействие на внутриклеточные мишени (киназы, Hsp90, кальциневрин, синтез белка и нуклеиновых кислот). Перспективные препараты: олорофим, фосманогепикс и мандимицин демонстрируют высокую эффективность in vitro и in vivo и находятся на продвинутых стадиях клинических исследований. Комбинированная терапия и создание селективных ингибиторов, лишенных иммуносупрессивного действия, открывают новые возможности для преодоления резистентности. Таким образом, комплексный подход, направленный на разнообразные молекулярные мишени, позволит расширить арсенал эффективных и безопасных антимикотиков для борьбы с инвазивными грибковыми инфекциями.

作者简介

Anastasiya Avtonomova

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal Medical Biological Agency

编辑信件的主要联系方式.
Email: nomova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5098-5379
SPIN 代码: 4409-8108

канд.биол.наук

俄罗斯联邦, Москва

Olga Kisil

Gause Institute of New Antibiotics

Email: olvv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4799-1318
SPIN 代码: 1153-8414

канд. хим. наук, ученый секретарь

俄罗斯联邦, Moscow

Angelica Zagaynova

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks

Email: azagaynova@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0003-4772-9686
SPIN 代码: 6642-7819

Cand. Sci. (Biology)

俄罗斯联邦, Moscow

Valentin Makarov

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health

Email: makarov@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0001-9495-0266
SPIN 代码: 7842-8808

Cand. Sci. (Biology)

俄罗斯联邦, Moscow

参考

补充文件