"Einfache Modifikation" könnte Antibiotika helfen, Resistenzen zu überwinden
Wissenschaftler haben eine einfache Methode zur Veränderung von Antibiotika entwickelt, mit der sie gegen Infektionen durch arzneimittelresistente Mikroben viel wirksamer werden können.
Die Methode machte das Antibiotikum Vancomycin gegen zwei Bakterienstämme, die arzneimittelresistent geworden waren, viel wirksamer.
Die Forscher schlagen vor, dass die einfache Chemie, die bei der Modifizierung des Arzneimittels eine Rolle spielt, auf andere Antibiotika und sogar auf Krebsmedikamente angewendet werden kann.
Ein Artikel über die „Biokonjugationstechnik“ wird jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht Naturchemie.
"In der Regel", sagt der leitende Studienautor Bradley L. Pentelute, Associate Professor für Chemie am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, "wären viele Schritte erforderlich, um Vancomycin in einer Form zu erhalten, die es Ihnen ermöglicht." befestige es an etwas anderem, aber wir müssen nichts mit der Droge machen. “
Er erklärt weiter, dass sie das Medikament mit einem antimikrobiellen Peptid gemischt und eine "Konjugationsreaktion" erhalten haben.
Er und andere am MIT arbeiteten an der Studie mit Kollegen der Yale University in New Haven, CT, und dem Biotech-Unternehmen Visterra, das ebenfalls in Cambridge, MA, ansässig ist.
Antibiotika Resistenz
Antibiotikaresistenz entwickelt sich, weil jedes Mal, wenn jemand ein Antibiotikum verwendet, eine kleine Population von natürlich resistenten Mikroben überlebt. Die Resistenz breitet sich nicht nur aus, weil die resistenten Keime überwiegen, sondern auch, weil sie ihre Resistenz mit anderen Mikroben teilen.
Eine 2016 veröffentlichte globale Überprüfung ergab, dass rund 10 Millionen Menschenleben pro Jahr aufgrund der zunehmenden Antibiotikaresistenz gefährdet sein könnten.
Ohne wirksame Antibiotika könnten viele medizinische Eingriffe - einschließlich Kaiserschnitt, Darmchirurgie, Chemotherapie und Gelenkersatz - ein so hohes Infektionsrisiko darstellen, dass sie „zu gefährlich“ werden, um durchgeführt zu werden.
In den USA infizieren antibiotikaresistente Keime jedes Jahr rund 2 Millionen Menschen und sind nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) für rund 23.000 Todesfälle verantwortlich.
Infektionen aufgrund von Keimen, die gegen Antibiotika resistent geworden sind, sind sehr schwierig und in einigen Fällen unmöglich zu behandeln. Alternative Behandlungen kosten tendenziell mehr und haben schlimmere Nebenwirkungen.
Menschen mit diesen Infektionen müssen oft länger im Krankenhaus bleiben und benötigen mehr Arztbesuche.
"Griff" zum Anbringen kleiner Proteine
Die Chemie der neuen Methode beruht auf einer früheren Entdeckung, dass die Aminosäure Selenocystein als „Griff“ für die Bindung von niedermolekularen Wirkstoffen wie Vancomycin an kleine Proteine, sogenannte antimikrobielle Peptide, fungieren kann, die Teil der Immunabwehr der meisten sind Organismen.
Als sie die Methode verwendeten, um die Peptide an Vancomycin zu binden, stellten die Wissenschaftler fest, dass sie konsistent an dieselbe Stelle des Antibiotikums gebunden waren und Moleküle produzierten, die chemisch identisch waren.
Bestehende Ansätze zur Herstellung solcher Moleküle wären nicht in der Lage, eine solche Reinheit zu erreichen, und würden mehr als ein Dutzend Schritte benötigen, um Vancomycin für die Bindung an Peptide herzustellen, bemerken die Forscher.
Sie testeten mehrere "Konjugate" von Vancomycin, gepaart mit verschiedenen antimikrobiellen Peptiden, darunter eines, das Dermaseptin genannt wird.
Die Tests zeigten, dass die Kombination von Vancomycin mit Dermaseptin das Antibiotikum fünfmal wirksamer gegen das infektiöse Bakterium machte Enterococcus faecalis.
E. faecalis ist eine Belastung von Enterococcus, eine Bakteriengattung, die sich im Gesundheitswesen als wichtige Infektionsursache herausgestellt hat. Harnwegsinfektionen sind die häufigsten Arten von Infektionen, die diese Bakterien verursachen, und der „rasche Anstieg“ ihrer Vancomycin-Resistenz war für Mediziner eine besondere Sorge.
"Wertvolle Technik für die Gemeinschaft"
Darüber hinaus stellte das Team fest, dass Vancomycin in Kombination mit einem anderen antimikrobiellen Peptid namens RP-1 abgetötet wurde Acinetobacter baumannii, gegen die Vancomycin allein keine Wirkung hat. A. baumannii ist auch sehr arzneimittelresistent und eine häufige Ursache für gesundheitsbedingte Infektionen.
Tests mit etwa 30 anderen Molekülen, einschließlich Resveratrol und Serotonin, legen nahe, dass der Ansatz Peptide leicht mit praktisch jedem organischen Molekül verknüpfen kann, das den „richtigen elektronenreichen Ring“ aufweist, so die Forscher.
Sie weisen jedoch darauf hin, dass sie die Sicherheit der modifizierten Arzneimittel nicht getestet haben.
Sie schlagen vor, dass ihre Methode auch für andere Arten von Arzneimitteln gelten könnte; Zum Beispiel, um Antikörper an Krebsmedikamente zu binden, damit sie bestimmte Ziele erreichen, ohne gesundes Gewebe zu schädigen.
Die Autoren schließen daraus:
"Angesichts dieser Ergebnisse glauben wir, dass unsere Chemie eine wertvolle Biokonjugationstechnik für die Gemeinschaft sein wird und zur Erzeugung therapeutischer Konjugatmoleküle führen kann."
