Канамицин А , [2] часто называемый просто канамицином , является антибиотиком, используемым для лечения тяжелых бактериальных инфекций и туберкулеза . [3] Это не лечение первой линии. [3] Он применяется внутрь , инъекционно в вену или инъекционно в мышцу . [3] Канамицин рекомендуется только для краткосрочного применения, обычно от 7 до 10 дней. [3] Поскольку антибиотики проявляют активность только против бактерий, он неэффективен при вирусных инфекциях . [3]
Распространенные побочные эффекты включают проблемы со слухом и равновесием. [3] Также могут возникнуть проблемы с почками. [3] Канамицин не рекомендуется во время беременности, так как он может нанести вред ребенку. [3] Он, вероятно, безопасен во время грудного вскармливания . [4] Канамицин относится к семейству аминогликозидов . [3] Он работает, блокируя выработку белков, необходимых для выживания бактерий. [3]
Канамицин был впервые выделен в 1957 году Хамао Умедзавой из бактерии Streptomyces kanamyceticus . [3] [5] Он был исключен из Списка основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения в 2019 году. [6] [7] Он больше не продается в Соединенных Штатах. [3]
Канамицин показан для краткосрочного лечения бактериальных инфекций, вызванных одним или несколькими из следующих патогенов: E. coli , виды Proteus (как индол-положительные, так и индол-отрицательные), Enterobacter aerogenes , Klebsiella pneumoniae , Serratia marcescens и виды Acinetobacter . В случаях серьезной инфекции, когда возбудитель неизвестен, инъекция канамицина в сочетании с препаратом пенициллинового или цефалоспоринового типа может быть сделана первоначально до получения результатов теста на восприимчивость. [ необходима цитата ]
Канамицин не лечит вирусные инфекции. [8]
В Соединенных Штатах канамицин имеет категорию D при беременности . [8]
Канамицин попадает в грудное молоко в небольших количествах. Поэтому производитель советует людям либо прекратить грудное вскармливание, либо отказаться от канамицина. Американская академия педиатрии считает канамицин приемлемым при грудном вскармливании. [9]
Канамицин следует применять с осторожностью у новорожденных из-за риска повышения концентрации препарата в результате незрелой функции почек. [8]
Серьезные побочные эффекты включают звон в ушах или потерю слуха, токсичность для почек и аллергические реакции на препарат . [10]
Другие побочные эффекты включают: [8]
Желудочно-кишечные эффекты
Опорно-двигательный аппарат эффекты
Неврологические эффекты
Метаболические эффекты
Канамицин работает, вмешиваясь в синтез белка. Он связывается с 30S субъединицей бактериальной рибосомы. Это приводит к неправильному выравниванию с мРНК и в конечном итоге приводит к неправильному считыванию, которое приводит к размещению неправильной аминокислоты в пептиде. Это приводит к нефункциональным пептидным цепям. [11]
Канамицин представляет собой смесь трех основных компонентов: канамицина А, В и С. Канамицин А является основным компонентом канамицина. [12] Действие этих компонентов, по-видимому, не было широко изучено как отдельных соединений при использовании против прокариотических и эукариотических клеток. [ необходима цитата ]
Хотя основным продуктом, продуцируемым Streptomyces kanamyceticus , является канамицин А, производятся также дополнительные продукты, включая канамицин В, канамицин С, канамицин D и канамицин X. [13]
Путь биосинтеза канамицина можно разделить на две части. Первая часть является общей для нескольких аминогликозидных антибиотиков, таких как бутирозин и неомицин . В нем уникальный аминоциклитол, 2-дезоксистрептамин, биосинтезируется из D -глюкопиранозо-6-фосфата в четыре этапа. В этой точке путь канамицина разделяется на две ветви из-за разнородности следующего фермента, который может использовать два разных донора гликозила - UDP-N-ацетил-α- D- глюкозамин и UDP-α- D -глюкозу. Одна из ветвей образует канамицин C и канамицин B, в то время как другая ветвь образует канамицин D и канамицин X. Однако и канамицин B, и канамицин D могут быть преобразованы в канамицин A, поэтому обе ветви пути сходятся в канамицине A. [14]
Канамицин используется в молекулярной биологии в качестве селективного агента, чаще всего для выделения бактерий (например, E. coli ), которые приняли гены (например, плазмид ), связанные с геном, кодирующим устойчивость к канамицину (в первую очередь, неомицинфосфотрансферазу II [NPT II/Neo]). Бактерии, трансформированные плазмидой , содержащей ген устойчивости к канамицину, высевают на чашки с агаром , содержащим канамицин (50-100 мкг/мл) , или выращивают в среде, содержащей канамицин (50-100 мкг/мл). Только бактерии, которые успешно приняли ген устойчивости к канамицину, становятся устойчивыми и будут расти в этих условиях. В виде порошка канамицин имеет цвет от белого до почти белого и растворим в воде (50 мг/мл). [ необходима цитата ]
По крайней мере один такой ген, Atwbc19 [15], является родным для вида растений, сравнительно большого размера, и его кодируемый белок действует таким образом, что снижает возможность горизонтального переноса генов от растения к бактериям; он может быть неспособен обеспечить устойчивость к бактериям, даже если происходит перенос генов. [ необходима ссылка ]
Селекционный маркер kanMX представляет собой гибридный ген, состоящий из бактериальной аминогликозидфосфотрансферазы (kan r из транспозона Tn903) под контролем сильного промотора TEF из Ashbya gossypii . [16] [17]
Клетки млекопитающих, дрожжей и других эукариот приобретают устойчивость к генетицину (= G418, аминогликозидный антибиотик, похожий на канамицин) при трансформации маркером kanMX. У дрожжей маркер kanMX позволяет избежать необходимости в ауксотрофных маркерах. Кроме того, маркер kanMX делает E. coli устойчивой к канамицину. В челночных векторах кассета KanMX используется с дополнительным бактериальным промотором. Используется несколько версий кассеты kanMX, например kanMX1-kanMX6. Они в первую очередь отличаются дополнительными сайтами рестрикции и другими небольшими изменениями вокруг фактической открытой рамки считывания . [16] [18]
Устойчивость к антибиотикам или развитие штаммов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью является ключевой проблемой для лечения бактериальных инфекций. В связи с ограниченным количеством исследований, проводимых для разработки и создания новых антибиотиков, были изучены новые подходы, такие как функционализация антибиотика на поверхности металлических наночастиц для лечения резистентных штаммов бактерий. Функционализированные канамицином золотые наночастицы (Kan-GNP) были синтезированы и протестированы на их антибактериальную активность против как грамположительных, так и грамотрицательных штаммов. Для Kan-GNPs была отмечена дозозависимая антибактериальная активность по сравнению со свободным канамицином. [19]
