Un nou antibiotic ucide bacteriile rezistente la medicamente printr-o vulnerabilitate necunoscută
Cercetătorii de la Universitatea McMaster au descoperit un nou antibiotic care elimină unele dintre cele mai periculoase și rezistente bacterii la medicamente din lume, acționând printr-o vulnerabilitate necunoscută, ceea ce deschide calea către o nouă clasă de tratamente.
Compusul nou, numit manikomicină, a fost identificat de o echipă condusă de profesorul Gerry Wright de la McMaster și a demonstrat o eficiență timpurie împotriva patogenilor prioritari, inclusiv Salmonella, E. coli și Klebsiella.
Deosebit de important este faptul că, spre deosebire de orice antibiotic utilizat în prezent în clinici, manikomicina acționează prin blocarea site-ului de ieșire al ribozomului, mecanismul de producere a proteinelor din interiorul fiecărei celule bacteriene.
Descoperirea, publicată pe 3 iunie în revista Nature, reprezintă cea de-a patra candidatură de antibiotic nou din laboratorul lui Wright în puțin peste un an, subliniind o abordare promițătoare în descoperirea de medicamente, într-un moment în care rezistența la antibiotice devine o amenințare globală tot mai mare.
„Niciun antibiotic prescris în clinici astăzi nu face ceea ce face manikomicina. Nici azitromicina, nici tetraciclinele – niciunul dintre ele. Așadar, nu doar că am găsit un nou candidat de medicament, dar am stabilit și o nouă țintă în bacterii care ar putea fi exploatată cu alte medicamente noi”, a afirmat Gerry Wright.
Partea cea mai captivantă a descoperirii stârnește entuziasmul cercetătorilor. Wright subliniază că, deoarece majoritatea antibioticelor utilizate astăzi vizează aceleași câteva vulnerabilități de pe ribozom, bacteriile au evoluat strategii de apărare largi împotriva acestor atacuri. Totuși, medicamentele care atacă o parte diferită a ribozomului – site-ul de ieșire – le lasă fără apărare.
„Chiar și medicamentele recent descoperite care atacă aceleași ținte vechi pot înfrunta rapid rezistența”, spune Wright. „Însă, pe parcursul istoriei medicinei, nu am exercitat absolut nicio presiune selectivă asupra acestei ținte particulare, astfel încât bacteriile nu au mecanisme de rezistență existente pentru manikomicină.”
Wright compară ribozomul cu o linie de asamblare. Componentele finalizate, spune el, trebuie să fie mutate de pe linie înainte ca următoarea piesă să poată avansa. Manikomicina blochează banda de ieșire, cauzând blocarea întregului proces de asamblare, care în cele din urmă ajunge să se oprească. Fără capacitatea de a produce proteine, bacteriile nu pot supraviețui.
Descoperirea manikomicinei se bazează pe lucrări ce au început acum peste 75 de ani, când oamenii de știință au descoperit pentru prima dată că bacteria din sol Streptomyces rimosus produce oxitetraciclină, un nou medicament puternic care a ajutat la tranziția medicinei în era antibioticelor.
Deși această descoperire a fost una dintre mai multe realizări similare efectuate în mijlocul secolului XX, S. rimosus și bacteriile înrudite au fost abandonate ca surse potențiale de noi antibiotice.
„Există o percepție copleșitoare în știință că aceste bacterii au fost exploatate complet – că am găsit tot ce era de găsit”, afirmă Wright. „Laboratorul nostru a descoperit că acest lucru nu este deloc adevărat.”
Echipa lui Wright, lucrând împreună cu colaboratori de la Universitatea din Illinois Chicago și Universitatea din Hamburg, a folosit o tehnică avansată de laborator numită fracționare pentru a descoperi noul antibiotic. Prin filtrarea oxitetraciclinei și a altor compuși abundenti din amestecurile chimice produse de S. rimosus, cercetătorii au reușit să izoleze molecule mai rare care au fost neobservate de-a lungul anilor.
Manpreet Kaur, un cercetător postdoctoral din laboratorul lui Wright și primul autor al noii studii, afirmă că găsirea unui candidat viabil de medicament în acest mod semnalează noi oportunități pentru descoperirea antibioticelor. „Există probabil atât de multe lucruri care încă trebuie descoperite prin fracționare”, spune Kaur. „Revizitarea extractelor chiar și ale bacteriilor bine studiate precum Streptomyces ar putea conduce la descoperiri similare în viitor.”
Echipa lui Wright avansează acum manikomicina către dezvoltarea clinică. Aceștia au demonstrat deja că noul antibiotic nu este toxic pentru celulele umane și că funcționează bine într-un model de infecție controlat în laborator – ambele fiind etape cheie în procesul de dezvoltare timpurie.
Ei lucrează acum la optimizarea „timpului de rezidență” al medicamentului – sau cât timp rămâne activ în organism – și au produs 60 de derivate diferite cu planuri de a promova cea mai bună variantă.
„Suntem entuziasmați de potențialul acestei molecule”, afirmă Wright. „Există o cale clară înainte, iar este posibil să putem extinde spectrul său astfel încât să afecteze în cele din urmă și mai multe bacterii.”
