Επαναστατικό αντιβιοτικό υπόσχεται την εξάλειψη των νοσοκομειακών λοιμώξεων

Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature, ένα νέο αντιβιοτικά , η λαριοσιδίνη Β, που παράγεται από το βακτήριο Paenibacillus sp. M2, είναι αποτελεσματικό κατά πολλών άλλων παθογόνων βακτηρίων, παρεμποδίζοντας έναν πολύ σημαντικό μηχανισμό τους.

Αντιβιοτικά - επιστήμονες σημειώσατε 1

Η παραγωγή αντιβιοτικών είναι ένας συνεχής αγώνας δρόμου. Τα νέα αντιβιοτικά παράγονται στο εργαστήριο και χρησιμοποιούνται κατά των βακτηρίων. Στη συνέχεια, τα βακτήρια αναπτύσσουν ανθεκτικότητα, και ως αποτέλεσμα, χρειάζονται νέες έρευνες και νέα αντιβιοτικά για την καταπολέμησή τους. Αυτός είναι και ο λόγος που οι ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις είναι τόσο επικίνδυνες. Τα βακτήρια έχουν αναπτύξει τόσο ισχυρά στελέχη που δεν μπορούν να καταπολεμηθούν με τα διαθέσιμα αντιβιοτικά και, σε κάθε περίπτωση, «τρέχουν» πιο γρήγορα από τους επιστήμονες.

Μια πρόσφατη ανακάλυψη, ωστόσο, από ερευνητές του Πανεπιστημίου Μακμάστερ υπόσχεται να δώσει λύση στο πρόβλημα της αντιμικροβιακής αντίστασης (antimicrobial resistance - AMR) και να μειώσει το κόστος ανάπτυξης αντιβιοτικών, τον χρόνο θεραπείας και, τελικά, το αυξανόμενο κόστος νοσηλείας. Οι πρώτοι στόχοι, μάλιστα, είναι τα πολύ επικίνδυνα βακτήρια ή «κρίσιμες απειλές», όπως χαρακτηρίζονται από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας. Σύμφωνα με τους ερευνητές, περίπου 4,5 εκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν ετησίως εξαιτίας ανθεκτικών λοιμώξεων, και το πρόβλημα επιτείνεται.

Τι είναι τα RiPPs

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side, οι επιστήμονες από το Μακμάστερ ακολούθησαν μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση. Τα συμβατικά αντιβιοτικά φτιάχνονται από βακτήρια και μύκητες με εξειδικευμένα ένζυμα. Αυτά τα αντιβιοτικά είναι πεπτίδια (μικρές πρωτεΐνες) που παρεμβαίνουν σε συγκεκριμένες λειτουργίες των μικροοργανισμών, εμποδίζοντας τον πολλαπλασιασμό τους ή σκοτώνοντας τα κύτταρά τους. Τέτοια παραδείγματα είναι η πενικιλίνη και η βανκομυκίνη. Η νέα κατηγορία αντιβιοτικών, ωστόσο, ανήκει σε ένα σύνολο πεπτιδίων που ονομάζονται «ριβοσωμικά συντιθέμενα και μετα-μεταφραστικά τροποποιούμενα πεπτίδια» (RiPPs). Με απλά λόγια, πρόκειται για πεπτίδια που τροποποιούνται χημικά μετά τη σύνθεσή τους.

Τα πεπτίδια-λάσο

Από όλα τα RiPPs, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα λεγόμενα «πεπτίδια-λάσο». Το όνομά τους προέρχεται από τη δομή τους, που μοιάζει με λάσο. Η αλυσίδα των πεπτιδίων σχηματίζει έναν σταθερό βρόχο, κάτι που προσδίδει ιδιαίτερη ανθεκτικότητα. Μέχρι πρότινος, τα πεπτίδια-λάσο ήταν γνωστά για την αποτελεσματικότητά τους, καθώς εμποδίζουν συγκεκριμένα ένζυμα ή την πληροφορία παραγωγής πρωτεϊνών (RNA).

Η νέα κατηγορία, ωστόσο, και συγκεκριμένα η λαριοσιδίνη, επιτίθεται στα ίδια τα ριβοσώματα, τις μηχανές παραγωγής πρωτεϊνών των κυττάρων.

Μια τυχαία ανακάλυψη

Αξίζει να σημειωθεί ότι η ανακάλυψη της λαριοσιδίνης έγινε παρατηρώντας ότι δείγματα εδάφους περιείχαν βακτήρια που αναπτύσσονταν πολύ αργά, αλλά όταν μεταφέρονταν στο εργαστήριο, πολλαπλασιάζονταν ταχύτατα. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι τα βακτήρια μπορούσαν να παράγουν κάποιο συστατικό κατά των ανθεκτικών παθογόνων και, απομονώνοντας διάφορες ουσίες, κατέληξαν στη λαριοσιδίνη.

Μελετώντας τον μηχανισμό δράσης της λαριοσιδίνης, οι ερευνητές βρήκαν ότι «κολλούσε» σε ένα διαφορετικό σημείο των ριβοσωμάτων, εμποδίζοντας σχεδόν όλες τις φυσιολογικές δραστηριότητες των παθογόνων. Σε διάφορα πειράματα διαπιστώθηκε ότι η λαριοσιδίνη είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική κατά των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων (βακτήρια που διαθέτουν δεύτερη εξωτερική μεμβράνη και είναι ιδιαίτερα παθογόνα). Παράλληλα, επιβεβαιώθηκε ότι το αντιβιοτικό αυτό είναι ασφαλές για τα ανθρώπινα κύτταρα και αποτελεσματικό σε ζωικά μοντέλα, δύο προϋποθέσεις που πρέπει να πληροί κάθε νέο αντιβιοτικό.

Από το εργαστήριο στο ράφι των φαρμακείων

Για να περάσει ένα αντιβιοτικό αυτής της κατηγορίας στην παραγωγή και στα ράφια των φαρμακείων, θα χρειαστούν αρκετά στάδια ερευνών, ένα εκ των οποίων αφορά τη μαζική παραγωγή του φαρμάκου. Τα βακτήρια παράγουν τις ενώσεις αυτές όταν απειλούνται, και θα πρέπει να αναζητηθούν οι συνθήκες που τα κάνουν να αντιδράσουν με αυτόν τον τρόπο στη βιομηχανία, χωρίς την παρουσία του φυσικού τους παθογόνου.

Σύμφωνα με τους μελετητές, η ανακάλυψη της λαριοσιδίνης και του μηχανισμού δράσης της ήταν μόνο η αρχή. Σε δεύτερο στάδιο, θα μελετήσουν ενδελεχώς το μόριο, προκειμένου να κατανοήσουν καλύτερα τον μοριακό μηχανισμό που μπλοκάρει τα ριβοσώματα και να εξετάσουν παρεμφερείς ενώσεις ή παραλλαγές της ίδιας ουσίας. Προς το παρόν, επικεντρώνονται στη βελτίωση της ανθεκτικότητας και της σταθερότητας της λαριοσιδίνης.