Oporne na metycylynę bakterie Staphylococcus aureus - KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Ten lek, wyizolowany z bakterii, które nie były wcześniej poddawane badaniom, wydaje się być w stanie zwalczać wielolekooporne „superbakterie” dzięki nietuzinkowym sposobie działania.
Środek został odkryty i przebadany przez naukowców z Uniwersytetu w Utrechcie w Niderlandach, Uniwersytetu w Bonn w Niemczech, Niemieckiego Centrum Badań nad Infekcjami, Uniwersytetu Northeastern w Bostonie oraz NovoBiotic Pharmaceuticals w Cambridge, Massachusetts.
Ich badanie zostało opublikowane w „Cell”.
„Ponieważ clovibactin wyizolowano z bakterii, których nie dało się wcześniej wyhodować, bakterie patogeniczne nie miały nigdy styczności z takim antybiotykiem i nie miały czasu rozwinąć systemu obronnego”, powiedział w oświadczeniu prasowym dr Markus Wengarth, badacz z działu chemicznego na Uniwersytecie w Utrechcie.
Mikrobiologiczna "Ciemna Materia"
Badacze wyizolowali clovibactin z piaszczystej gleby z Karoliny Północnej i badali go przy użyciu urządzenia iCHip, które zostało opracowane w 2015 roku. Ta technika pozwoliła im na hodowlę "bakterialnej ciemnej materii", zwanej również bakteriami niehodowlanymi, które stanowią grupę, do której należy 99% bakterii.
To urządzenie pozwoliło także na odkrycie antybiotyku teixobactinu w 2020 roku. Teixobactin działa przeciwko gram-dodatnim bakteriom i jest jednym z pierwszych od dekad kompletnie nowych antybiotyków. Jego mechanizm jest taki jak w przypadku clovibactinu.
Zwalczanie odpornych bakterii
W artykule „Cell” badacze pokazali, że clovibactin działa poprzez wiele mechanizmów i że efektywnie leczy myszy zainfekowane suberbakterią Staphylococcus aureus.
Clovibactin wykazał antybakteryjną aktywność przeciwko szerokiej gamie patogenów gram-dodatnich, w tym opornej na metycylinę S aureus, opornym na daptomycynę i wankomycynę szczepom S aureus oraz trudnym do leczenia opornym na wankomycynę Enterococcus faecalis i E faecium (opornym na wankomycynę enterokokom). Escherichia coli była tylko marginalnie dotknięta "w porównaniu do szczepu E coli WO153 o upośledzonej błonie zewnętrznej, co prawdopodobnie odzwierciedla niewystarczającą penetrację związku" - piszą autorzy.
Oryginalny mechanizm działania
Clovibactin działa nie na jedną, ale na trzy cząsteczki, z których wszystkie potrzebne są do konstrukcji ścian bakteryjnych: C55PP, lipid II i lipid IIIWTA, pochodzące z różnych szlaków biosyntezy ściany komórkowej. Clovibactin wiąże się z pirofosforanową częścią tych prekursorów.
„Clovibactin otacza pirofosforan niczym ciasna rękawiczka czy też klatka, która zamyka swój cel”, powiedział Weingarth. To stąd wzięła się nazwa leku, która pochodzi od greckiego słowa klouvi oznaczającego klatkę.
Istotny aspekt działania clovibactinu to fakt, że wiąże się jedynie z niemutującym pirofosforanem, który jest wspólny dla prekursorów ściany komórkowej, ale również pomija zmienną część cukrowo-peptydową celów. W ten sposób bakteriom ciężej wykształcić odporność przeciwko antybiotykowi. „Tak naprawdę nie zaobserwowaliśmy żadnej oporności na clovibactin w naszych badaniach”, przyznał Weingarth.
Po związaniu się z konkretnymi cząsteczkami, samoistnie tworzy duże włókna na powierzchni błon bakteryjnych. Te włókna są stabilne przez długi czas, co zapewnia, że dane cząsteczki pozostają odseparowane tak długo, jak to konieczne, aby zabić bakterie.
Niemal zero efektów ubocznych
Dzięki temu, że działanie antybiotyku skierowane jest przeciwko komórkom bakterii, a nie ludzkim, przewiduje się mało efektów ubocznych.
„Ponieważ te włókna tworzą się tylko na błonach bakteryjnych, a nie na błonach ludzkich, prawdopodobnie jest to też powód, dlaczego clovibactin selektywnie uszkadza komórki bakteryjne, ale nie jest toksyczny dla komórek ludzkich" - powiedział Weingarth.
Inne badania – zwłaszcza na ludziach – są potrzebne przed uznaniem antybiotyku jako potencjalnej formy leczenia. W międzyczasie zasady dotyczące właściwego stosowania antybiotyków muszą nadal być stosowane, aby ograniczyć oporność na antybiotyki.
W 2019 roku 4,95 miliona zgonów na całym świecie związane było z opornością bakterii na antybiotyki, w tym 1,27 miliona zgonów powiązano bezpośrednio z opornością bakterii na antybiotyki. Jeżeli ten trend będzie się utrzymywał bez wprowadzenia nowych leków do leczenia infekcji bakteryjnych, szacuje się, że do 2050 roku z powodu oporności na leki przeciwbakteryjne będzie ginęło 10 milionów ludzi rocznie.