„Ukryte antybiotyki”: nowa klasa substancji przeciwgrzybiczych odkryta w powszechnie występującym grzybie

Naukowcy wykazali, że jeśli nie przebada się „surowych” ekstraktów mikroorganizmów jako całości, lecz najpierw rozdzieli się je na frakcje i szybko odfiltruje znane cząsteczki za pomocą widm masowych, w tych samych próbkach zaczynają się ujawniać ukryte substancje aktywne. W ten sposób natrafili na koniotyny – rzadkie liniowe lipopeptydy z grzyba Coniochaeta hoffmannii. Koniotyna A okazała się aktywna wobec „problemu czterech” z listy WHO: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans i Aspergillus fumigatus; ponadto atakuje β-glukan ściany komórkowej, co powoduje, że komórka „odbudowuje” ścianę komórkową i staje się bardziej podatna na działanie kaspofunginy. Praca została opublikowana w czasopiśmie „Nature Communications”.

Tło

• Dlaczego wszyscy tak bardzo potrzebują nowych leków przeciwgrzybiczych? W praktyce klinicznej istnieje kilka głównych klas leków systemowych (azole, polieny, echinokandyny; ostatnio dodane ibreksafungerp, rezafungina itp.), a oporność rośnie szybciej niż „chemia” wraz z pojawianiem się nowych celów terapeutycznych. Recenzje leków na etapie badań klinicznych podkreślają: postęp jest widoczny, ale możliwości wciąż są niewielkie.
• Dlaczego Candida auris? Jest to drożdżak szpitalny, który często powoduje oporność wielolekową, epidemie szpitalne i ciężkie skutki; WHO sklasyfikowała go jako zagrożenie o krytycznym znaczeniu, podobnie jak C. albicans, A. fumigatus i C. neoformans. Wytyczne CDC kładą szczególny nacisk na badanie wrażliwości i monitorowanie oporności.
• Problem echinokandyn (kaspofunginy itp.). Stanowią one „podstawę” inwazyjnej terapii kandydozy: blokują syntezę β-1,3-D-glukanu w ścianie komórkowej. Jednak mutacje FKS1, które zmniejszają wrażliwość na echinokandyny, są coraz częściej spotykane u C. auris – stąd zainteresowanie cząsteczkami, które „zaczepiają” działanie kaspofunginy lub omijają jej słabe punkty.
• Skąd mogą pochodzić nowe szkielety molekularne? Historycznie, naturalne produkty grzybów i bakterii były głównym źródłem chemotypów przeciwinfekcyjnych. Jednak „surowe” ekstrakty są często przeładowane dominującymi, znanymi związkami. Dlatego współczesne badania przesiewowe opierają się na wstępnym frakcjonowaniu i dereplikacji zgodnie z LC-MS/MS i sieciami molekularnymi (GNPS, SNAP-MS), aby szybko odfiltrować „bardzo znane” związki i wychwycić rzadkie metabolity.
• Kim są peptaibiotyki? Są to liniowe peptydy nierybosomalne, bogate w nietypowy aminokwas Aib, występujące najczęściej u grzybów z rodzaju Trichoderma; klasa ta znana jest z aktywności błonowej i odporności na proteolizę. Lipopeptaibiotyki to ich odmiana o „gruboogonowym” charakterze. W tym kontekście odkrycie koniotyn u Coniochaeta poszerza geografię tej klasy i dostarcza nowego chemicznego „szkieletu”.
• Co wnosi niniejszy artykuł? Autorzy wykazali, że biblioteka prefrakcjonowanych ekstraktów mikrobiologicznych + szybka dereplikacja MS znacząco zwiększyła wydajność „naprawdę nowych” kandydatów i na tej platformie wyizolowali koniotyny A–D — lipopeptydy aktywne przeciwko C. auris i innym klinicznie ważnym grzybom. Celem jest β-glukan ściany komórkowej; efekt ten prowadzi do synergii z kaspofunginą. Jest to zarówno nowy mechanizm (aktywność błonowa była częściej opisywana dla peptapeptydów), jak i praktyczny pomysł na kombinacje, w których echinokandyny „opadają”.
• Po co to wszystko w praktyce? C. auris z mutacjami FKS i biofilmami już teraz ogranicza wybór terapii; nowe cząsteczki, które zakłócają architekturę ściany komórkowej i wzmacniają działanie echinokandyn, stanowią obiecujący sposób na zmniejszenie ryzyka niepowodzenia leczenia i ominięcia oporności.

Jak znaleziono „nowicjusza”

Naukowcy zgromadzili bibliotekę wstępnie frakcjonowanych ekstraktów z bakterii i grzybów i porównali je z dwoma gatunkami Candida, C. auris i C. albicans. To podejście znacznie zwiększyło liczbę trafień w porównaniu z surowymi ekstraktami i pozwoliło na szybką dereplikację znanych klas (enniatyny, surfaktyny, tunikamycyny) z odcisków palców MS/MS, koncentrując się na nieznanym piku aktywności z Coniochaeta. Kierując się aktywnością frakcji, zespół wyizolował cztery spokrewnione cząsteczki, koniotyny A–D. Ich pochodzenie zostało potwierdzone przez hybrydowy klaster PKS–NRPS (~182 kb; 21 modułów NRPS — dokładnie 21 reszt aminokwasowych peptydu). Klaster zawiera wiele nietypowych aminokwasów (np. kwas α-aminomasłowy, Aib), co jest typowe dla peptybiotyków i jest związane z ich opornością na proteolizę.

Ile "bierze" grzyb (MIC z tabeli)

W testach wrażliwości (rozcieńczenie w mikrobuliocie) koniotyna A wykazała:

• C. auris (oporne izolaty kliniczne): MIC 8 μg/ml w trzech szczepach; 4 μg/ml w jednym. Dla porównania, kaspofungina w tych szczepach: MIC 64 μg/ml, a flukonazol - >64 μg/ml.
• A. fumigatus (w tym FluR): MIC 4 μg/ml; flukonazol jest nieskuteczny (>64 μg/ml), a kaspofungina jest słaba (64 μg/ml).
• C. neoformans H99: MIC 4 μg/ml.

Osobną zaletą jest selektywność: w przypadku erytrocytów ludzkich hemoliza rozpoczynała się dopiero przy stężeniu >256 μg/ml, co jest wartością znacznie „dalej” od stężenia terapeutycznego amfoterycyny B (8 μg/ml w tym samym teście).

Jak to działa

Koniotyna A nie kumuluje się wewnątrz komórki, lecz dociera do jej powierzchni:

• Wiąże się z β-glukanem ściany komórkowej (spektrometria masowa pull-down),
• Zapobiega rozkładowi laminaryny przez β-1,3-glukanazę i hamuje aktywację czynnika G (odczynnik Glucatell®),
• Indukuje reakcję przebudowy ścian (wzrost chityny, pogrubienie przegród) oraz zaburzenia morfologiczne widoczne na obrazach konfokalnych i TEM.
  W rezultacie C. auris staje się bardziej wrażliwy na kaspofunginę: w układzie szachownicy, połączenie to drastycznie obniża minimalne stężenie hamujące kaspofunginy do progu klinicznego CLSI wynoszącego 2 μg/ml dla „ciężkich” izolatów.

Czy są jakieś żywe modelki?

Tak, ale jeszcze nie u ssaków: w modelu C. elegans, koniotyna A (8 μg/ml) zmniejszyła kolonizację przez C. albicans i wydłużyła życie robaków zakażonych wielolekoopornym C. auris w porównaniu z amfoterycyną B i grupą kontrolną. To krótka „demonstracja technologiczna” potencjału; ssaki to kolejny krok.

Dlaczego to jest ważne?

• Pilnie potrzebne są nowe klasy. Klinika dysponuje tylko trzema głównymi grupami ogólnoustrojowych leków przeciwgrzybiczych w swoim arsenale; oporność na nie rośnie, a Candida auris jest kluczowym priorytetem na liście WHO. Dlatego każdy „nowy szkielet” cząsteczki o innym mechanizmie działania jest na wagę złota.
• Platforma to również dar niebios. Samo podejście – tanie frakcjonowanie + szybkie przesiewanie metodą MS i dereplikacja – pomaga wychwycić rzadkie, „stłumione” metabolity, które giną w porównaniu z dominującymi związkami w surowym ekstrakcie. Jest to skalowalne rozwiązanie dla laboratoriów akademickich, a nie tylko dla dużych badań przesiewowych w firmach farmaceutycznych.
• Połączenia z echinokandynami: Precyzyjne uderzenie w powierzchniowy β-glukan zakotwicza kaspofunginę w jej miejscu docelowym — logiczna strategia pokonywania oporności C. auris.

Łyżeczka dziegciu w beczce miodu i plany

Brakuje jeszcze danych dotyczących ssaków: musimy sprawdzić farmakokinetykę, toksykologię, okno terapeutyczne i wybrać formę (najpewniej pozajelitową lub miejscową, biorąc pod uwagę fizykochemię cząsteczki). Struktura i kontakt z β-glukanem wymagają wyjaśnienia na poziomie NMR/krystalografii, a także należy sprawdzić „ryzyko oporności” pod wpływem długotrwałego ciśnienia. Jednak już teraz koniotyny wydają się realnymi kandydatami do zastosowań przedklinicznych, a sama platforma stanowi drogę do innych „ukrytych” naturalnych leków przeciwgrzybiczych.

Źródło: Chen X. i in. Koniontyny, lipopeptydy aktywne przeciwko Candida auris, zidentyfikowane w bibliotece frakcjonowania naturalnych produktów mikrobiologicznych. Nature Communications 16, 7337 (2025), opublikowano 8 sierpnia 2025 r. Tabela MIC i eksperymenty dotyczące kluczowych mechanizmów w artykule głównym.