„Antibiotice ascunse”: o nouă clasă de substanțe antifungice găsite într-o ciupercă comună

Oamenii de știință au demonstrat că, dacă nu se testează extracte „brute” de microorganisme în ansamblu, ci mai întâi se separă în fracțiuni și se filtrează rapid moleculele cunoscute folosind spectre de masă, atunci substanțele active ascunse încep să apară în aceleași probe. Așa au descoperit coniotinele - lipopeptide liniare rare provenite de la ciuperca Coniochaeta hoffmannii. Coniotina A s-a dovedit a fi activă împotriva „celor patru probleme” din lista OMS: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans și Aspergillus fumigatus; în plus, aceasta atacă β-glucanul peretelui celular, ceea ce determină celula să-și „reconstruiască” peretele și să devină mai vulnerabilă la caspofungină. Lucrarea a fost publicată în Nature Communications.

Fundal

• De ce are toată lumea atât de multă nevoie de noi antifungice? În clinică, există de fapt mai multe clase principale de agenți sistemici (azoli, poliene, echinocandine; recent s-au adăugat ibrexafungerp, rezafungin etc.), iar rezistența crește mai repede decât apare „chimia” cu noi ținte. Recenziile privind dezvoltarea subliniază: există progrese, dar fereastra de oportunitate este încă îngustă.
• De ce Candida auris? Este o infecție nosocomială cu rezistență multiplă frecventă, focare în spitale și rezultate severe; OMS a clasificat-o drept o prioritate critică, alături de C. albicans, A. fumigatus și C. neoformans. Ghidurile CDC pun accentul în mod specific pe testarea sensibilității și monitorizarea rezistenței.
• Problema echinocandinelor (caspofungină etc.). Acestea reprezintă „pilonul” terapiei invazive pentru candidoză: blochează sinteza β-1,3-D-glucanului în peretele celular. Însă mutațiile FKS1 care reduc sensibilitatea la echinocandine sunt din ce în ce mai des întâlnite în C. auris - de unde și interesul pentru moleculele care „captează” acțiunea caspofunginei sau ocolesc punctele sale slabe.
• De unde ar putea proveni noi schelete moleculare. Din punct de vedere istoric, produsele naturale ale fungilor și bacteriilor sunt principala sursă de chemotipuri antiinfecțioase. Însă extractele „brute” sunt adesea aglomerate cu compuși dominanți cunoscuți. Prin urmare, screening-urile moderne se bazează pe fracționarea preliminară și dereplicarea conform LC-MS/MS și rețelelor moleculare (GNPS, SNAP-MS) pentru a filtra rapid metaboliții „foarte familiari” și a detecta metaboliții rari.
• Cine sunt peptaibioticele? Acestea sunt peptide liniare nonribozomale bogate în aminoacidul neobișnuit Aib, cel mai adesea în ciupercile din genul Trichoderma; clasa este cunoscută pentru activitatea sa membranară și rezistența la proteoliză. Lipopeptaibioticele sunt varietatea lor „cu coadă groasă”. În acest context, descoperirea coniotinelor la Coniochaeta extinde geografia clasei și oferă un nou „schelet” chimic.
• Ceea ce adaugă lucrarea actuală. Autorii au arătat că o bibliotecă de extracte microbiene prefracționate + dereplicare rapidă MS a crescut dramatic randamentul candidaților „cu adevărat noi”, iar pe această platformă au izolat coniotinele A-D - lipopeptaibiotice active împotriva C. auris și a altor ciuperci importante clinic. Ținta este β-glucanul peretelui celular; efectul duce la sinergie cu caspofungina. Acesta este atât un mecanism nou (activitatea membranei a fost descrisă mai des pentru peptaibiotice), cât și o idee practică pentru combinații în care echinocandinele „se lasă”.
• De ce toate acestea în practică. C. auris cu mutații FKS și biofilme limitează deja alegerea terapiei; noile molecule care interferează cu arhitectura peretelui și amplifică echinocandinele reprezintă o modalitate promițătoare de a reduce riscul de eșec al tratamentului și de rezistență la bypass.

Cum a fost găsit „începătorul”

Cercetătorii au asamblat o bibliotecă de extracte prefracționate din bacterii și fungi și le-au testat împotriva a două specii de Candida, C. auris și C. albicans. Această abordare a crescut dramatic numărul de rezultate în comparație cu extractele brute și a permis dereplicarea rapidă a claselor cunoscute (enniatine, surfactine, tunicamicine) din amprentele MS/MS, concentrându-se pe vârful de activitate necunoscut de la Coniochaeta. Ghidați de activitatea fracțiilor, echipa a izolat patru molecule înrudite, coniotinele A-D. Originea lor a fost confirmată de un cluster hibrid PKS-NRPS (~182 kb; 21 de module NRPS - exact 21 de reziduuri de aminoacizi ale peptidei). Clusterul conține mulți aminoacizi neobișnuiți (de exemplu, acid α-aminobutiric, Aib), ceea ce este tipic pentru peptide și este asociat cu rezistența lor la proteoliză.

Cât „ia” ciuperca (CMI din tabel)

În testele de sensibilitate (diluție în microbulb), coniotina A a arătat:

• C. auris (izolate clinice rezistente): CMI 8 μg/ml în trei tulpini; 4 μg/ml într-una. Pentru comparație, caspofungină în aceste tulpini: CMI 64 μg/ml și fluconazol - >64 μg/ml.
• A. fumigatus (inclusiv FluR): CMI 4 μg/ml; fluconazolul este ineficient (>64 μg/ml), iar caspofungina este slabă (64 μg/ml).
• C. neoformans H99: Concentrație minimă inhibitorie (CMI) 4 μg/ml.

Un avantaj separat este selectivitatea: pe eritrocitele umane, hemoliza a început doar la >256 μg/ml, ceea ce este semnificativ „mai departe” decât nivelurile terapeutice pentru amfotericină B (8 μg/ml în același test).

Cum funcționează

Coniotina A nu se acumulează în interiorul celulei și atinge suprafața:

• Se leagă de β-glucanul peretelui celular (spectrometrie de masă pull-down),
• Previne descompunerea laminarinei de către β-1,3-glucanaza și inhibă activarea factorului G (reactiv Glucatell®),
• Induce un răspuns de remodelare a peretelui (creștere a chitinei, septuri îngroșate) și perturbări morfologice vizibile în imaginile confocale și TEM.
  Drept urmare, C. auris devine mai sensibil la caspofungină: într-o imagine de tip tablă de șah, combinația scade dramatic concentrația minimă inhibitorie (CMI) a caspofunginei până la pragul clinic CLSI de 2 μg/ml pentru izolatele „severe”.

Există vreun model viu?

Da, dar nu la mamifere încă: într-un model cu C. elegans, coniotina A (8 μg/ml) a redus colonizarea cu C. albicans și a prelungit durata de viață a viermilor infectați cuC. auris multirezistent la medicamente, comparativ cu amfotericina B și grupul de control. Aceasta este o scurtă „democrație tehnică” a potențialului; mamiferele sunt următorul pas.

De ce este important acest lucru?

• Sunt necesare urgent clase noi. Clinica are în arsenalul său doar trei grupe principale de antifungice sistemice; rezistența este în creștere, iar Candida auris este o prioritate critică în lista OMS. Prin urmare, orice „schelet nou” al unei molecule cu un mecanism diferit valorează greutatea sa în aur.
• Platforma este, de asemenea, o mană cerească. Abordarea în sine - fracționare ieftină + screening și dereplicare rapidă prin MS - ajută la detectarea metaboliților rari, „înăbușiți”, care se pierd pe fondul compușilor dominanți din extractul brut. Acest lucru este scalabil pentru laboratoarele academice, nu doar pentru screening-urile marilor companii farmaceutice.
• Combinații cu echinocandine: O lovitură precisă la suprafață, β-glucanul ancorează caspofungina la ținta sa - o strategie logică pentru depășirea rezistenței la C. auris.

O muscă în unguent și planuri

Nu există încă date la mamifere: trebuie să verificăm farmacocinetica, toxicologia, fereastra terapeutică și să alegem o formă (cel mai probabil parenterală sau topică, având în vedere chimia fizică a moleculei). Structura și contactul cu β-glucanul trebuie clarificate la nivel RMN/cristalografie și trebuie verificat „riscul de rezistență” sub presiune prelungită. Dar deja acum coniotinele par a fi candidați reali pentru utilizare preclinică, iar platforma în sine este o cale către alte antifungice naturale „ascunse”.

Sursă: Chen X. și colab. Coniontine, lipopeptide biotice active împotriva Candida auris identificate dintr-o bibliotecă de fracționare a produselor naturale microbiene. Nature Communications 16, 7337 (2025), publicat pe 8 august 2025. Tabelul cu valorile minime inhibitorii (CMI) și experimentele cu mecanisme cheie în articolul principal.