Zidentyfikowano nową grupę cząsteczek antybakteryjnych

Nową grupę cząsteczek o działaniu antybakteryjnym, które są skuteczne nawet w zwalczaniu bakterii opornych na antybiotyki, zidentyfikowali naukowcy Karolinska Institutet, Umea University i University of Bonn. Informację na ten temat publikuje „Proceedings of the National Academy”.

Ponieważ ich właściwości można łatwo zmienić dzięki manipulacjom chemicznym, mogą stać się podstawą do opracowania nowej, skutecznej klasy antybiotyków niosących niewielkie skutki uboczne.

Rosnąca na całym świecie oporność na antybiotyki jest bardzo poważnym, wręcz alarmującym problemem. Tymczasem nowych środków skutecznych w walce z bakteriami powstaje bardzo niewiele – w ciągu ostatnich 50 lat opracowano zaledwie kilka nowych rodzajów antybiotyków. Istnieje więc ogromna potrzeba znalezienia nowych substancji przeciwbakteryjnych.

Większość antybiotyków stosowanych w praktyce klinicznej działa poprzez hamowanie zdolności bakterii do tworzenia ochronnej ściany komórkowej, wskutek czego łatwo ulegają lizie (zniszczeniu). Tak działa np. dobrze znana penicylina. Są też nowsze antybiotyki, takie jak daptomycyna czy niedawno odkryta teiksobaktyna, które wiążą się ze specjalną cząsteczką zwaną lipidem II. Lipid II jest potrzebny wszystkim bakteriom do budowy ściany komórkowej.

Antybiotyki, które działają właśnie na zasadzie hamowania składników ściany komórkowej bakterii (w tym lipidu II), uniemożliwiając ich prawidłową syntezę, są zwykle bardzo dużymi i złożonymi cząsteczkami, a zatem dość trudno jest je ulepszać metodami chemicznymi. Dodatkowo w większości przypadków są one nieskuteczne wobec grupy bakterii otoczonych dodatkową warstwą (błoną zewnętrzną) utrudniającą przenikanie leków do wnętrza komórki.

– Lipid II jest jednak nadal bardzo atrakcyjnym celem dla nowych antybiotyków – mówi prof. Birgitta Henriques-Normark, jedna z autorek publikacji. -– Udało nam się zidentyfikować pierwsze małe substancje przeciwbakteryjne, które działają poprzez wiązanie się z tą cząsteczką i – co ważne – nie znaleźliśmy żadnych opornych mutantów bakteryjnych, które by mu się wymykały. To bardzo obiecujące.

Wraz z kolegami z kilku innych placówek badawczych Henriques-Normark przetestowała dużą liczbę związków chemicznych pod kątem ich zdolności do lizy pneumokoków – bakterii będących najczęstszą przyczyną pozaszpitalnego zapalenia płuc. Odkryła, że pewna grupa cząsteczek – tzw. THCz – hamuje tworzenie ściany komórkowej bakterii poprzez wiązanie się z lipidem II. THCz mogą również zapobiegać tworzeniu się otoczki polisacharydowej, której pneumokoki potrzebują, aby wymknąć się naszemu układowi odpornościowemu i wywołać chorobę.

– Zaletą takich małych cząsteczek jest to, że łatwiej je zmodyfikować chemicznie – wyjaśnia kolejny współautor badania, prof. Fredrik Almqvist. – Mamy nadzieję, że będziemy w stanie tak zmienić właściwości THCz, aby zwiększyć ich antybakteryjny charakter i zmniejszyć wszelkie negatywne skutki dla komórek ludzkich.

Przeprowadzone eksperymenty laboratoryjne ujawniły, że THCz mają działanie przeciwbakteryjne przeciwko wielu patogenom opornym na stosowane obecnie antybiotyki: gronkowcom opornym na metycylinę, enterokokom opornym na wankomycynę czy pneumokokom opornym na penicylinę. Stwierdzono również ich skuteczność przeciwko powodującym rzeżączkę gonokokom oraz prątkom gruźlicy.

Naukowcy nie zdołąli natomiast zidentyfikować bakterii, które rozwinęły oporność na THCz w środowisku laboratoryjnym.

– Na kolejnym etapie chcemy rozpocząć modyfikacje chemiczne cząsteczki THCz, które umożliwiają jej penetrację przez zewnętrzną błonę komórkową występującą w niektórych wieloopornych bakteriach – zapowiadają badacze.