Naukowcy opracowali nowy antybiotyk, który może dać lekarzom narzędzia do zwalczania lekoopornych bakterii i wywoływanych przez nie chorób. To syntetyczny produkt. W badaniach na zwierzętach środek wykazał skuteczność przeciwko wielu lekoopornym bakteriom.
Lekooporne bakterie stają się coraz bardziej palącym problemem. Według szacunków, powodują około 700 tys. zgonów rocznie na całym świecie, ale naukowcy uważają, że liczba ta będzie szybko rosnąć i wkrótce superbakterie będą odpowiadać ze więcej zgonów niż nowotwory. Niektóre raporty mówią, że do 2050 roku umierać będzie z ich powodu 10 milionów osób rocznie.
Nowy lek jest dziełem naukowców z Uniwersytetu Illinois w Chicago i Uniwersytetu Harvarda. Cresomycin, bo tak został nazwany, jest skuteczny w przypadku infekcji wielu chorobotwórczych bakterii, które rozwinęły oporność na powszechnie stosowane leki.
Wyniki i rezultaty prac zostały opisane na łamach pisma „Nature Chemical Biology” (DOI: 10.1038/s41589-023-01525-w) oraz „Science” (DOI: 10.1126/science.adk8013).
Duża część antybiotyków hamuje rozwój bakterii chorobotwórczych, zakłócając ich biosyntezę białek, poprzez wiązanie się z rybosomami, które produkują białka niezbędne do procesów życiowych. Zakłócając produkcję białek, powodują śmierć bakterii.
Jednak wiele gatunków bakterii wyewoluowało proste mechanizmy obronne modyfikując swój rybosom poprzez metylację - dodając do swoich rybosomów pojedynczą grupę metylową, cząsteczkę składającą się z atomu węgla oraz trzech atomów wodoru - w miejsca, w których leki wiążą się z rybosomami.
Wykorzystując metodę zwaną krystalografią rentgenowską do wizualizacji lekoopornych rybosomów z doskonałą precyzją badacze odkryli, że grupa metylowa nie tylko fizycznie blokuje miejsce wiązania, ale zmienia też kształt „wnętrzności” rybosomu, co jeszcze bardziej zakłóca działanie antybiotyku.
Wykorzystując tę samą metodę uczeni zbadali także, w jaki sposób niektóre leki omijają tę obronę. - Określając rzeczywistą strukturę antybiotyków oddziałujących z dwoma typami lekoopornych rybosomów, dostrzegliśmy to, czego nie można było przewidzieć na podstawie dostępnych danych strukturalnych ani modelowania komputerowego – mówi Jurij Polikanov z Uniwersytetu Illinois w Chicago. Na podstawie zdobytej wiedzy zaprojektowali nowy środek.
Nowy antybiotyk nazwany cresomycin, jest produktem syntetycznym. Został zaprojektowany tak, aby unikać obrony bakteryjnej, wiązać się z ich rybosomami i zakłócać ich funkcje. Pomaga mu w tym jego kształt, zoptymalizowany pod kątem wiązania się z rybosomem, co pomaga mu ominąć mechanizmy obronne bakterii.
- Po prostu wiąże się z rybosomami i zachowuje się tak, jakby było mu obojętne, czy nastąpiła metylacja, czy nie. Z łatwością pokonuje kilka najpowszechniejszych rodzajów lekooporności – podkreśla Polikanov.
W doświadczeniach na zwierzętach przeprowadzonych na Harvardzie nowo opracowany środek chronił przed infekcjami bakteriami, które rozwinęły dużą oporność na antybiotyki, w tym pałeczki okrężnicy (Escherichia coli), gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus) czy pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa). Naukowcy mają nadzieję, że te obiecujące wyniku uzyskane w badaniach na zwierzętach uda się powtórzyć w badaniach z udziałem ludzi.
Źródło: University of Illinois at Chicago, fot. Pexels
