Dodano: 25 listopad 2019r.

Nowy antybiotyk, który może pomóc w walce z lekoopornymi bakteriami

Naukowcy odkryli nową klasę antybiotyków, które mogłyby pomóc nam w walce z niektórymi z najbardziej groźnych superbakterii. Walka z lekoopornymi bakteriami staje się coraz bardziej palącym problemem. Znaleziony w jelitach nicieni związek o nazwie darobaktyna może dać lekarzom nowe możliwości leczenia pacjentów.

Naukowcy znaleźli nowy antybiotyk - darobaktynę

 

W ciągu dwóch lat badań prowadzonych przez Kima Lewisa z Northeastern University nad związkiem znalezionym u nicieni zespół naukowców ustalił, że darobaktyna wykazuje skuteczność w walce z bakteriami Gram-ujemnymi. Odkrycia te dają szansę na nowe możliwości przeciwdziałania bakteriom, które rozwinęły odporność na antybiotyki. Według szacunków, lekooporne bakterie powodują około 700 tys. zgonów rocznie na całym świecie, ale naukowcy uważają, że liczba ta będzie szybko rosnąć.

Jeden ze współpracowników Lewisa, Yu Imai, odkrył darobaktynę u bakterii Photorhabdus, które zasiedlają jelita nicieni, malutkich pasożytniczych stworzeń żyjących w glebie. Lewis zaznaczył, że to pierwszy raz, gdy stwierdzono, że mikrobiom zwierzęcy zawiera antybiotyk, który może być przydatny dla ludzi.

Wyniki dotychczasowych ustaleń naukowców opublikowano na łamach pisma „Nature”.

W eksperymentach laboratoryjny na myszach przeprowadzonych przez Kirsten Meyer, darobaktyna wyleczyła infekcje pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) i pałeczki zapalenia płuc (Klebsiella pneumoniae) bez żadnych toksycznych skutków ubocznych. Przygotowanie darobaktyny dla ludzi niewątpliwie zajmie dużo czasu, ale jest to obiecujący początek.

Niespotykany mechanizm działania darobaktyny

Nowo odkryty związek ma unikalną strukturę i niezwykły mechanizm działania, dzięki czemu jest szczególnie skuteczna przeciwko bakteriom Gram-ujemnym. - Nigdy wcześniej nie widzieliśmy niczego podobnego wśród antybiotyków - przyznał Lewis.

To, co sprawia, że ​​bakterie Gram-ujemne są szczególnie trudne do pokonania, to błona zewnętrzna, którą rozwijają komórki bakterii. Działa ona jak dodatkowa bariera przed wszelkiego rodzaju atakami. Ta dodatkowa ochrona powoduje, że bakterie Gram-ujemne znajdują się na szczycie listy opracowanej przez Światową Organizację Zdrowia, która dotyczy najniebezpieczniejszych patogenów, na które pilnie trzeba znaleźć leki. Darobaktyna wyróżnia się tym, że przełamuje tę barierę, zakłócając działanie białka BamA (β-Barrel assembly machinery protein A), które kontroluje dostęp do błony zewnętrznej.

- Kończą się nam antybiotyki i musimy szukać nowych związków. Darobaktyna wiąże się z białkiem (BamA) i blokuje je. Bakterie nie są w stanie zbudować właściwej otoczki komórkowej, co powoduje ich śmierć – wyjaśnił Lewis.

Bakterie mogą również uzyskać dodatkowe mechanizmy oporności od innych mikroorganizmów, co może uczynić je jeszcze bardziej niebezpiecznymi. To tzw. poziomy transfer genów. W procesie tym bakterie pobierają DNA z otoczenia i włączają go do swoich genomów. Nowe geny mogą następnie przekazać przyszłym pokoleniom. Ta zdolność jest również sposobem, w jaki bakterie Photorhabdus, które istnieją od setek milionów lat, nabyły geny kodujące darobaktynę.

- Co te bakterie robiły przez ostatnie 370 milionów lat? Myślę, że przeszukiwały całą biosferę, by znaleźć związki, które mogą nam pomóc – żartował Lewis.

Nowa broń w walce przeciwko bakteriom Gram-ujemnym

Naukowcy zidentyfikowali nicienie jako potencjalnego gospodarza dla skutecznego antybiotyku ze względu na sposób, w jaki robaki te żywią się owadami. Podczas ataku na larwy uwalniając bakterie, które z kolei uwalniają toksyny. Te zabijają larwy i zamieniają je w obiad. Ale bakterie te muszą także odpierać ataki ze strony innych patogenów, podobnych do tych w jelicie człowieka, które również chcą ucztować na larwie. To sprawia, że ​​darobaktyna jest obiecującym kandydatem do stosowania u ludzi, nawet jeśli antybiotyki z mikrobiomów zwierzęcych nie były dotychczas skuteczne w stosowaniu u ludzi.

Minęło ponad 50 lat od wprowadzenia ostatniej klasy antybiotyków skierowanych przeciwko bakteriom Gram-ujemnym. Te zasadniczo rozwijają mechanizmy obronne szybciej niż jesteśmy w stanie opracować leki do ich zwalczania.

Darobaktyna jest obiecująca jako potencjalny nowy antybiotyk, ale trudno jest przewidzieć, czy nowo odkryty związek będzie bezpieczny i skuteczny u ludzi. - Obiecujące jest obserwowanie skuteczności w modelach infekcji z więcej niż jednym patogenem. Naukowcy zgłaszają brak toksyczności w tych eksperymentach. Z pewnością jest jeszcze daleka droga do nowego antybiotyku dla ludzi, ale uważam, że naprawdę potrzebujemy takich badań. Desperacko potrzeba nam nowych opcji – powiedział Eric Brown z McMaster University w Hamilton, Ontario.

Jak przyznał Lewis, być może więcej antybiotyków czeka na odkrycie, w tym dodatkowe, które atakują BamA. - Na Ziemi jest bilion gatunków bakterii. Trudno mi sobie wyobrazić, że znaleźliśmy jedyną cząsteczkę na planecie, która jest ukierunkowana na białko BamA – podkreślił Lewis.

 

Źródło: Northeastern University, fot. Matthew Modoono/Northeastern University