'Enkel modifikation' kunne hjælpe antibiotika med at overvinde resistens
Forskere har udviklet en enkel måde at ændre antibiotika på, som kan gøre dem meget mere kraftfulde mod infektioner forårsaget af lægemiddelresistente mikrober.
Metoden gjorde antibiotika vancomycin meget mere kraftfuldt mod to bakteriestammer, der var blevet lægemiddelresistente.
Forskerne antyder, at den enkle kemi, der er involveret i at modificere lægemidlet, kan anvendes på andre antibiotika og endda på kræftmedicin.
Et papir om "biokonjugeringsteknik" findes nu i tidsskriftet Naturkemi.
”Typisk,” siger seniorundersøgelsesforfatter Bradley L. Pentelute, der er lektor i kemi ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge, “der er behov for mange trin for at få vancomycin i en form, der giver dig mulighed for at vedhæft det til noget andet, men vi behøver ikke gøre noget mod stoffet. ”
Han fortsætter med at forklare, at de blandede stoffet med et antimikrobielt peptid og fik en "konjugationsreaktion."
Han og andre ved MIT arbejdede på undersøgelsen med kolleger fra Yale University i New Haven, CT, og bioteknologiselskabet Visterra, som også er baseret i Cambridge, MA.
Antibiotikaresistens
Antibiotikaresistens udvikler sig, fordi hver gang nogen bruger et antibiotikum, overlever en lille population af naturligt resistente mikrober. Modstand spredes ikke kun fordi de resistente bakterier dominerer, men også fordi de deler deres modstand med andre mikrober.
En global gennemgang offentliggjort i 2016 antydede, at omkring 10 millioner liv om året kunne være i fare på grund af stigende antimikrobiel resistens.
Uden effektive antibiotika kan mange medicinske procedurer - inklusive kejsersnit, tarmkirurgi, kemoterapi og ledudskiftning - udgøre en så høj risiko for infektion, at de "bliver for farlige" til at udføre.
Hvert år i USA inficerer antibiotikaresistente bakterier omkring 2 millioner mennesker og er ansvarlige for omkring 23.000 dødsfald, ifølge Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
Infektioner på grund af bakterier, der er blevet resistente over for antibiotika, er meget vanskelige og i nogle tilfælde umulige at behandle. Alternative behandlinger har en tendens til at koste mere og have værre bivirkninger.
Personer med disse infektioner bliver ofte nødt til at blive længere på hospitalet og har brug for flere besøg fra lægen.
'Håndtag' til fastgørelse af små proteiner
Kemien til den nye metode kom fra en tidligere opdagelse, at aminosyren selenocystein kan fungere som et "håndtag" til at binde småmolekylære lægemidler, såsom vancomycin, til små proteiner kaldet antimikrobielle peptider, som udgør en del af immunforsvaret for de fleste organismer.
Da de brugte metoden til at binde peptiderne til vancomycin, fandt forskerne, at de konsekvent var knyttet til det samme sted på antibiotikumet og producerede molekyler, der var kemisk identiske.
Eksisterende tilgange til fremstilling af sådanne molekyler ville ikke være i stand til at opnå sådan renhed og ville have brug for mere end et dusin trin for at forberede vancomycin til binding til peptider, bemærk forskerne.
De testede adskillige “konjugater” vancomycin parret med forskellige forskellige antimikrobielle peptider, inklusive en der kaldes dermaseptin.
Testene viste, at kombination af vancomycin med dermaseptin gjorde antibiotika fem gange mere potent mod den infektiøse bakterie Enterococcus faecalis.
E. faecalis er en stamme af Enterococcus, en slægt af bakterier, der er opstået som en vigtig årsag til infektion i sundhedsvæsenet. Urinvejsinfektioner er de mest almindelige typer infektioner, som disse bakterier forårsager, og den “hurtige stigning” af deres resistens over for vancomycin har været en særlig bekymring for læger.
'Værdifuld teknik for samfundet'
Derudover fandt holdet, at vancomycin kombineret med et andet antimikrobielt peptid kaldet RP-1 dræbt Acinetobacter baumannii, mod hvilken vancomycin alene ikke har nogen virkning. A. baumannii er også stærkt lægemiddelresistent og en hyppig årsag til sundhedsrelaterede infektioner.
Test med omkring 30 andre molekyler, herunder resveratrol og serotonin, antyder, at fremgangsmåden let kan forbinde peptider til praktisk talt ethvert organisk molekyle, der har den "rigtige slags elektronrige ring", bemærker forskerne.
De påpeger dog, at de ikke testede sikkerheden ved de modificerede lægemidler.
De foreslår, at deres metode også kan gælde for andre typer lægemidler; for eksempel at knytte antistoffer til kræftmedicin, så de når bestemte mål uden at skade sundt væv.
Forfatterne konkluderer:
"I betragtning af disse resultater tror vi, at vores kemi vil være en værdifuld biokonjugeringsteknik for samfundet og kan føre til dannelsen af terapeutiske konjugatmolekyler."
