Vědci oživili silné antibiotikum, které porazily superbakterie

Foto: Shutterstock

Obnovení účinnosti antibiotik

Vědci našli způsob, jak oživit vankomycin, silné antibiotikum, proti kterému si některé nebezpečné bakterie vyvinuly rezistenci. Místo vytvoření zcela nového léku výzkumníci spojili vankomycin s malou molekulou nazvanou pghi-4, která blokuje bakteriální enzym spojený s rezistencí. Tato kombinace obnovila schopnost antibiotika zabíjet lékům odolné E. faecium, což vyvolává naděje, že podobní chemickí pomocníci by mohli zachránit i další selhávající léky.

Autor původního článku: Gina DiPietro

Výzva antibiotické rezistence

Antibiotická rezistence se stává jedním z nejvážnějších nebezpečí, kterým moderní medicína čelí. Jak se bakterie vyvíjejí, léky, které dříve spolehlivě fungovaly, mohou ztratit svou účinnost. To činí běžné infekce obtížněji léčitelné a může zvyšovat rizika spojená s rutinními operacemi, péčí o rakovinu a dalšími lékařskými postupy. Výzkumníci po celém světě hledají způsoby, jak předběhnout tyto rychle se měnící mikroby.

Strategie chemických pomocníků

Jednou z nadějných strategií není vynalézt zcela nové antibiotikum, ale pomoci stávajícím lékům znovu fungovat. To je myšlenka za antibiotickými adjuvanty, což jsou doprovodné molekuly, které přímo nezabíjejí bakterie, ale místo toho obnovují sílu antibiotik.

Vývoj nových molekul

Profesor John Moses a jeho tým v Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) strávili roky vývojem chemických reakcí, které mohou učinit proces objevování léků rychlejším a efektivnějším. Výzkumníci používají techniku nazvanou diversity oriented clicking (DOC), která byla vytvořena v laboratoři Moses. Touto metodou vytvořili knihovnu obsahující více než 150 různých sloučenin. Molekuly z této sbírky již přispěly k výzkumu jak antibiotické rezistence, tak rakoviny.

Nyní, prostřednictvím spolupráce se Scripps Research, knihovna pomohla vědcům obnovit účinnost vankomycinu. Toto silné antibiotikum se běžně používá proti závažným infekcím, včetně těch způsobených MRSA a Clostridium difficile (C. diff). Oba patogeny mohou vyvinout rezistenci a stát se „superbakteriemi“, které unikají přední linii léků, jako je vankomycin. Mohou se pak šířit nemocnicemi, domovy pro seniory a komunitami.

Obnovení vankomycinu

V nové studii vědci z laboratoře Moses v CSHL spolupracovali s týmem profesora Howarda Hanga ze Scripps, aby identifikovali způsob, jak učinit vankomycin znovu účinným. Výzkumníci se zaměřili na bakteriální enzym nazvaný secreted antigen A (SagA). Blokovali enzym pomocí malé molekuly známé jako pghi-4, která byla poprvé objevena v laboratoři Moses v roce 2020. Když byl lékům odolný E. faecium ošetřen jak vankomycinem, tak pghi-4, antibiotikum znovu získalo schopnost zabíjet bakterie.

Podle Mosese je jedním z nejpozoruhodnějších aspektů tohoto objevu to, že výzkum nezačal jako přímé hledání nového antibiotika. „Tento objev vzešel ze základního chemického výzkumu,“ vysvětluje. „Vývoj reakcí vedl k objevu prvního inhibitoru důležitého enzymu zapojeného do antibiotické rezistence. Tento proces neustále zdokonalujeme, abychom udrželi naši knihovnu molekul aktuální a přidali další, které mohou naši spolupracovníci využít ve svém výzkumu.“

Širší strategie proti superbakteriím

Tím, že tým zpřístupnil molekulární knihovnu dalším výzkumníkům, doufá, že podobné přístupy by mohly nakonec vést k léčbě dalších lékům odolných infekcí. Ty by mohly zahrnovat rezistentní formy tuberkulózy. „Tato práce odráží filozofii chemie, která je navržena tak, aby urychlila objevování léků v jeho nejčistší formě,“ říká Moses. „Použitím spolehlivých, robustních a inteligentních chemických reakcí můžeme vytvářet nové molekuly efektivněji. Přesně tento přístup jsme zde použili.“

Jak antibiotická rezistence roste po celém světě, zjištění ukazují, že důležité lékařské pokroky mohou vzejít z přehodnocení chemie již existujících léků. Budoucí léčba nemusí začít novým antibiotikem, ale pečlivě navrženou molekulou, která pomůže starému znovu fungovat.

Financování a další výzkum

Studie byla financována několika organizacemi, včetně National Institutes of Health a Australian Research Council. Zjištění naznačují, že přehodnocení chemie stávajících léků by mohlo vést k důležitým lékařským pokrokům proti antibiotické rezistenci.

Mohlo by vás zajímat

Původní článek: Scientists revive a powerful antibiotic that superbugs had defeated

Nejčastější dotazy

Jak vankomycin funguje proti superbakteriím?

Vankomycin je silné antibiotikum, které původně účinně zabíjelo bakterie, ale některé z nich, jako například E. faecium, si vyvinuly rezistenci. Vědci nyní našli způsob, jak vankomycin oživit kombinací s malou molekulou, která blokuje enzymy spojené s rezistencí.

Co je to antibiotická rezistence?

Antibiotická rezistence nastává, když bakterie vyvinou schopnost odolávat účinkům antibiotik, které dříve byly účinné. To může vést k obtížně léčitelným infekcím a představuje vážnou hrozbu pro veřejné zdraví.

Jaké jsou důsledky neúspěšného boje proti rezistentním bakteriím?

Neúspěšný boj proti rezistentním bakteriím může vést k vyšší úmrtnosti na běžné infekce, prodloužení hospitalizací a zvyšování nákladů na zdravotní péči. Rezistence také ztěžuje provádění běžných chirurgických zákroků a léčbu chronických onemocnění.