„Skrytá antibiotika“: Nová třída antimykotických látek nalezených v běžné houbě

Vědci prokázali, že pokud netestujete „surové“ extrakty mikroorganismů jako celek, ale nejprve je oddělíte na frakce a rychle odfiltrujete známé molekuly pomocí hmotnostních spekter, pak se ve stejných vzorcích začnou objevovat skryté aktivní látky. Tak narazili na koniotiny – vzácná lineární lipopeptidbiotika z houby Coniochaeta hoffmannii. Koniotin A se ukázal být účinný proti „problémové čtyřce“ ze seznamu WHO: Candida auris, Candida albicans, Cryptococcus neoformans a Aspergillus fumigatus; navíc naráží na β-glukan buněčné stěny, což způsobuje, že buňka stěnu „přestaví“ a stane se zranitelnější vůči kaspofunginu. Práce byla publikována v časopise Nature Communications.

Pozadí

• Proč všichni tolik potřebují nová antimykotika? V klinické praxi existuje několik hlavních tříd systémových látek (azoly, polyeny, echinokandiny; nedávno přidaný ibrexafungerp, rezafungin atd.) a rezistence roste rychleji než „chemie“ s novými cíli. Recenze vývoje léků zdůrazňují: pokrok je patrný, ale okno příležitosti je stále úzké.
• Proč Candida auris? Jedná se o nozokomiální kvasinku s častou rezistencí na mnohočetná léčiva, výskytem onemocnění v nemocnicích a závažnými následky; WHO ji klasifikovala jako kritickou prioritu spolu s C. albicans, A. fumigatus a C. neoformans. Pokyny CDC kladou zvláštní důraz na testování citlivosti a monitorování rezistence.
• Problém echinokandidů (kaspofungin atd.). Jsou „základem“ terapie invazivní kandidózy: blokují syntézu β-1,3-D-glukanu v buněčné stěně. U C. auris se však stále častěji vyskytují mutace FKS1, které snižují citlivost na echinokandiny – proto je zde zájem o molekuly, které „zahákávají“ účinek kaspofunginu nebo obcházejí jeho slabá místa.
• Odkud by mohly pocházet nové molekulární kostry. Historicky byly hlavním zdrojem antiinfekčních chemotypů přírodní produkty hub a bakterií. „Surové“ extrakty jsou však často přeplněné dominantními známými sloučeninami. Moderní screeningy se proto spoléhají na předběžnou frakcionaci a dereplikaci podle LC-MS/MS a molekulárních sítí (GNPS, SNAP-MS), aby rychle odfiltrovaly „velmi známé“ a zachytily vzácné metabolity.
• Kdo jsou peptaibiotika? Jsou to lineární neribozomální peptidy bohaté na neobvyklou aminokyselinu Aib, nejčastěji v houbách rodu Trichoderma; tato třída je známá svou membránovou aktivitou a odolností vůči proteolýze. Lipopeptaibiotika jsou jejich „tučnoocasou“ variantou. V tomto kontextu objev koniotinů u Coniochaeta rozšiřuje geografii této třídy a poskytuje novou chemickou „kostru“.
• Co dodává tato práce. Autoři ukázali, že knihovna prefrakcionovaných mikrobiálních extraktů + rychlá MS dereplikace dramaticky zvýšila výtěžek „skutečně nových“ kandidátů a na této platformě izolovali koniotiny A–D – lipopeptaibiotika aktivní proti C. auris a dalším klinicky významným houbám. Cílem je β-glukan buněčné stěny; účinek vede k synergii s kaspofunginem. Jedná se jak o nový mechanismus (membránová aktivita byla častěji popisována u peptaibiotik), tak o praktický nápad pro kombinace, kde echinokandiny „propadají“.
• Proč to všechno v praxi. C. auris s mutacemi FKS a biofilmy již omezuje výběr terapie; nové molekuly, které narušují architekturu stěny a zvyšují hladinu echinokandinu, jsou slibným způsobem, jak snížit riziko selhání léčby a rezistence na bypass.

Jak byl nalezen „nováček“

Výzkumníci sestavili knihovnu prefrakcionovaných extraktů z bakterií a hub a analyzovali je proti dvěma druhům Candida, C. auris a C. albicans. Tento přístup dramaticky zvýšil počet zásahů ve srovnání se surovými extrakty a umožnil rychlou dereplikaci známých tříd (eniatiny, surfaktiny, tunicamyciny) z MS/MS otisků prstů, se zaměřením na neznámý vrchol aktivity z Coniochaeta. Na základě aktivity frakcí tým izoloval čtyři příbuzné molekuly, koniotiny A–D. Jejich původ byl potvrzen hybridním klastrem PKS–NRPS (~182 kb; 21 NRPS modulů – přesně 21 aminokyselinových zbytků peptidu). Klastr obsahuje mnoho neobvyklých aminokyselin (např. kyselinu α-aminomáselnou, Aib), což je typické pro peptidy a je spojeno s jejich rezistencí vůči proteolýze.

Kolik to houba „vezme“ (MIC z tabulky)

V testech citlivosti (ředění mikrobujónem) koniotin A ukázal:

• C. auris (rezistentní klinické izoláty): MIC 8 μg/ml u tří kmenů; 4 μg/ml u jednoho. Pro srovnání, kaspofungin u těchto kmenů: MIC 64 μg/ml a flukonazol - >64 μg/ml.
• A. fumigatus (včetně FluR): MIC 4 μg/ml; flukonazol je neúčinný (>64 μg/ml) a kaspofungin je slabý (64 μg/ml).
• C. neoformans H99: MIC 4 μg/ml.

Samostatnou výhodou je selektivita: na lidských erytrocytech hemolýza začala až při >256 μg/ml, což je výrazně „dále“ než terapeutické hladiny amfotericinu B (8 μg/ml ve stejném testu).

Jak to funguje

Koniotin A se nehromadí uvnitř buňky a dostává se na povrch:

• Váže se na β-glukan buněčné stěny (pull-down hmotnostní spektrometrie),
• Zabraňuje štěpení laminarinu β-1,3-glukanázou a inhibuje aktivaci faktoru G (činidlo Glucatell®).
• Vyvolává remodelaci stěny (růst chitinu, ztluštění sept) a morfologické poruchy, které jsou viditelné na konfokálních a TEM snímcích.
  V důsledku toho se C. auris stává citlivějším na kaspofungin: v šachovnicovém uspořádání tato kombinace dramaticky snižuje MIC kaspofunginu až na klinický práh CLSI 2 μg/ml pro „závažné“ izoláty.

Jsou tam nějaké živé modely?

Ano, ale zatím ne u savců: v modelu C. elegans koniotin A (8 μg/ml) snížil kolonizaci bakterií C. albicans a prodloužil životnost červů infikovaných multirezistentní C. auris ve srovnání s amfotericinem B a kontrolní skupinou. Toto je rychlá „technologická ukázka“ potenciálu; savci jsou dalším krokem.

Proč je to důležité?

• Nové třídy jsou naléhavě potřebné. Klinika má ve svém arzenálu pouze tři hlavní skupiny systémových antimykotik; rezistence roste a Candida auris je na seznamu WHO kritickou prioritou. Proto má jakákoli „nová kostra“ molekuly s odlišným mechanismem cenu zlata.
• Platforma je také darem z nebes. Samotný přístup – levná frakcionace + rychlý MS screening a dereplikace – pomáhá zachytit vzácné, „tlumené“ metabolity, které se ztrácejí na pozadí dominantních sloučenin v surovém extraktu. To je škálovatelné pro akademické laboratoře, nejen pro velké farmaceutické screeningy.
• Kombinace s echinokandiny: Přesný zásah β-glukanu na povrch ukotvuje kaspofungin v jeho cíli – logická strategie pro překonání rezistence C. auris.

Moucha v masti a plány

U savců zatím nejsou k dispozici žádná data: musíme ověřit farmakokinetiku, toxikologii, terapeutické okno a zvolit formu (s největší pravděpodobností parenterální nebo topickou, vzhledem k fyzikální chemii molekuly). Strukturu a kontakt s β-glukanem je třeba objasnit na úrovni NMR/krystalografie a ověřit „riziko rezistence“ za dlouhodobého tlaku. Koniotiny se však již nyní jeví jako skuteční kandidáti pro preklinické použití a samotná platforma je cestou k dalším „skrytým“ přírodním antimykotikům.

Zdroj: Chen X. a kol. Koniontiny, lipopetabiotika účinná proti Candida auris identifikovaná z frakcionační knihovny mikrobiálních přírodních produktů. Nature Communications 16, 7337 (2025), publikováno 8. srpna 2025. Tabulka MIC a klíčové mechanismy experimentů v hlavním článku.