'Enkel modifisering' kan hjelpe antibiotika med å overvinne resistens
Forskere har utviklet en enkel måte å endre antibiotika på som kan gjøre dem mye kraftigere mot infeksjoner forårsaket av medikamentresistente mikrober.
Metoden gjorde antibiotika vancomycin mye kraftigere mot to bakteriestammer som hadde blitt medisinresistente.
Forskerne antyder at den enkle kjemien som er involvert i å modifisere stoffet kan brukes på andre antibiotika og til og med på kreftmedisiner.
Et papir om "biokonjugeringsteknikk" finnes nå i tidsskriftet Naturkjemi.
"Vanligvis," sier seniorstudieforfatter Bradley L. Pentelute, som er førsteamanuensis i kjemi ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge, "det vil være behov for mange trinn for å få vankomycin i en form som gjør at du fest det til noe annet, men vi trenger ikke gjøre noe med stoffet. ”
Han fortsetter med å forklare at de blandet stoffet med et antimikrobielt peptid og fikk en "konjugasjonsreaksjon."
Han og andre ved MIT jobbet med studien med kolleger fra Yale University i New Haven, CT, og bioteknologiselskapet Visterra, som også er basert i Cambridge, MA.
Antibiotikaresistens
Antibiotikaresistens utvikler seg fordi hver gang noen bruker et antibiotikum, overlever en liten befolkning med naturlig resistente mikrober. Motstand sprer seg ikke bare fordi de resistente bakteriene dominerer, men også fordi de deler deres motstand med andre mikrober.
En global gjennomgang publisert i 2016 antydet at rundt 10 millioner liv per år kan være i fare på grunn av økende antimikrobiell resistens.
Uten effektive antibiotika kan mange medisinske prosedyrer - inkludert keisersnitt, tarmkirurgi, cellegift og leddutskiftning - utgjøre en så høy risiko for infeksjon at de "blir for farlige" til å gjennomføre.
Hvert år i USA infiserer antibiotikaresistente bakterier rundt 2 millioner mennesker og er ansvarlige for rundt 23.000 dødsfall, ifølge Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
Infeksjoner på grunn av bakterier som har blitt resistente mot antibiotika, er svært vanskelige og i noen tilfeller umulige å behandle. Alternative behandlinger har en tendens til å koste mer og ha verre bivirkninger.
Personer med disse infeksjonene må ofte ligge lenger på sykehuset og trenger flere besøk fra legen.
‘Håndtak’ for å feste små proteiner
Kjemien til den nye metoden kom fra en tidligere oppdagelse at aminosyren selenocystein kan fungere som et "håndtak" for å feste småmolekylære medikamenter, som vankomycin, til små proteiner kalt antimikrobielle peptider, som er en del av immunforsvaret til de fleste organismer.
Da de brukte metoden for å feste peptidene til vancomycin, fant forskerne at de konsekvent festet seg til samme sted på antibiotika, og produserte molekyler som var kjemisk identiske.
Eksisterende tilnærminger for å lage slike molekyler ville ikke være i stand til å oppnå slik renhet og ville trenge mer enn et dusin trinn for å forberede vancomycin for feste til peptider, bemerker forskerne.
De testet flere “konjugater” av vancomycin parret med forskjellige antimikrobielle peptider, inkludert en som heter dermaseptin.
Testene viste at kombinasjon av vancomycin med dermaseptin gjorde antibiotika fem ganger kraftigere mot den smittsomme bakterien Enterococcus faecalis.
E. faecalis er en stamme av Enterokokker, en slekt av bakterier som har dukket opp som en viktig årsak til infeksjon i helsevesenet. Urinveisinfeksjoner er de vanligste typer infeksjoner som disse bakteriene forårsaker, og den “raske økningen” av deres motstand mot vankomycin har vært en spesiell bekymring for medisinsk fagpersonell.
‘Verdifull teknikk for samfunnet’
I tillegg fant teamet at vankomycin kombinert med et annet antimikrobielt peptid kalt RP-1 drept Acinetobacter baumannii, som vancomycin alene ikke har noen effekt mot. A. baumannii er også svært medisinresistent og en hyppig årsak til helsetjenester-relaterte infeksjoner.
Tester med rundt 30 andre molekyler, inkludert resveratrol og serotonin, antyder at tilnærmingen enkelt kan koble peptider til praktisk talt ethvert organisk molekyl som har den "rette typen elektronrike ring", bemerker forskerne.
De påpeker imidlertid at de ikke testet sikkerheten til de modifiserte legemidlene.
De foreslår at metoden deres også kan gjelde andre typer medikamenter; for eksempel å feste antistoffer til kreftmedisiner slik at de når bestemte mål uten å skade sunt vev.
Forfatterne konkluderer:
"Gitt disse resultatene, tror vi kjemien vår vil være en verdifull biokonjugeringsteknikk for samfunnet og kan føre til generering av terapeutiske konjugatmolekyler."
