Cercetătorii au descoperit o metodă promițătoare pentru a crea noi medicamente antifungice
Cercetătorii de la Imperial College London și Universitatea din Manchester au dezvoltat o nouă abordare promițătoare pentru a crea tratamente mai sigure și mai eficiente împotriva infecțiilor fungice care pun viața în pericol.
Studiul, publicat astăzi în revista Nature, descrie o nouă familie de agenți antifungici, care, testați pe șoareci, s-au dovedit a fi mai puternici și mai puțin toxici decât tratamentele existente.
Bolile fungice reprezintă o amenințare globală în creștere, devenind din ce în ce mai greu de tratat pe măsură ce rezistența la medicamentele existente se dezvoltă, iar procesul de creare a noilor medicamente antifungice întârzie. O recentă raportare a Organizației Mondiale a Sănătății (OMS) a subliniat urgența găsirii de noi tratamente.
Deși unele medicamente antifungice existente pot fi foarte eficiente, multe dintre ele pot provoca efecte secundare grave, deoarece celulele fungice împărtășesc trăsături comune cu celulele umane, ceea ce face dificilă țintirea infecțiilor fără a afecta țesuturile sănătoase.
În acest nou studiu, cercetătorii din laboratorul Micklefield s-au concentrat pe poliene – o clasă de agenți antifungici puternici. Folosind o abordare numită „exploatarea genomului”, au identificat specii de bacterii capabile să producă noi antifungici nedescoperiți.
Dr. Saadia Nasr Mirza, care a lucrat la proiect, a declarat: „Cel mai eficient agent antifungic disponibil în prezent este o moleculă polienică numită amfotericină, produsă de bacterii din sol. Deși amfotericina este foarte potentă, este extrem de toxică, așa că ne-am propus să descoperim dacă bacteriile pot produce tipuri diferite de poliene care sunt mai sigure decât amfotericina. Am dezvoltat un flux de bioinformatică, care, surprinzător, a arătat că multe specii de bacterii au capacitatea de a produce poliene noi.”
Printr-o tehnică numită rezonanță magnetică nucleară (RMN), echipa a determinat structurile noilor poliene descoperite, demonstrând că fiecare dintre acestea avea o structură unică, diferită de orice compus antifungic existent. Cercetătorii au caracterizat, de asemenea, enzimele responsabile pentru producerea acestora și au generat o bibliotecă de derivați de poliene pentru testare.
Mai mulți dintre noii compuși au arătat o activitate antifungică crescută, toxicitate redusă și solubilitate îmbunătățită în comparație cu medicamentele părinte. Descoperirile demonstrează că enzimele pot fi utilizate pentru a reproiecta aceste medicamente importante într-un mod mai curat și mai eficient, generând noi compuși care păstrează o activitate antifungică puternică, reducând în același timp toxicitatea și efectele secundare dăunătoare.
Un compus, cunoscut sub numele de Nys34, a arătat rezultate deosebit de promițătoare. Într-un model animal de aspergiloză invazivă, o infecție fungică gravă cauzată de Aspergillus fumigatus, compusul a redus încărcătura fungică fără semne substanțiale de toxicitate.
„Am fost încântați să descoperim că mai mulți dintre noii derivați de poliene erau mai potenți și mai puțin toxici decât amfotericina și nistatina, care este un alt polien folosit în clinică. Surprinzător, am constatat că unul dintre cei mai eficienți derivați noi de poliene, Nys34, are un mod de acțiune diferit față de amfotericina, care este utilizată pe scară largă. Deoarece Nys34 omoară celulele fungice într-un mod diferit, ar putea fi foarte util pentru a combate patogenii emergenți care au dezvoltat rezistență la amfotericină,” a declarat profesorul Jason Micklefield, liderul proiectului.
Medicamentele antifungice pe bază de poliene sunt molecule extrem de complexe. Eforturile anterioare de a le îmbunătăți s-au bazat, în general, pe procese de sinteză chimică îndelungate, costisitoare, ineficiente și care pot necesita reactivi dăunători pentru mediu.
Laboratorul Micklefield, situat în cadrul Hub-ului de cercetare în științele moleculare de la Imperial, a dezvoltat o abordare bazată pe enzime care poate produce poliene îmbunătățite prin procese biologice mai curate și mai eficiente, generând candidați promițători pentru medicamente fără a necesita o fabricare chimică complexă, în mai multe etape.
Deoarece procesul este potențial scalabil și rentabil, ar putea ajuta la creșterea disponibilității tratamentelor antifungice îmbunătățite, în special în regiunile cu venituri mai mici, unde bolile fungice reprezintă o povară semnificativă asupra sănătății publice.
Cercetătorii speră că dezvoltarea ulterioară a lui Nys34 ar putea conduce, în cele din urmă, la teste clinice pe oameni. Dincolo de Nys34, platforma lor enzimatică oferă o nouă modalitate puternică de generare și rafinare a compușilor antifungici pe bază de poliene, care ar putea fi folosită pentru a crea tratamente suplimentare pentru o gamă largă de boli fungice, contribuind astfel la extinderea pipeline-ului limitat de noi medicamente antifungice.
