Vědci znovu zkoumají práci na 80 let starém antibiotiku

Lékaři mohou mít nový nástroj na ochranu pacientů před bakteriálními infekcemi odolnými vůči mnoha lékům. Ale nová obrana proti stále obtížněji léčitelným bakteriím není zcela novým vývojem – je to 80 let staré antibiotikum. Studie zveřejněná 16. května v časopise s otevřeným přístupem Biologie PLOS se podíval na přírodní produkt vyrobený v půdě zvaný nourseotricin, který byl objeven v roce 1942.

[Related: Kids all over the US are getting strep, but antibiotics are hard to come by.]

Vzestup bakteriálních infekcí odolných vůči antibiotikům povzbudil hledání nových antibiotik. Rezistence na antibiotika je velmi vážným a rostoucím medicínským problémem – podle Centers for Disease Control and Prevention zabila antimikrobiální rezistence na celém světě nejméně 1,27 milionu lidí a byla spojena s téměř 5 miliony úmrtí v roce 2019. Ve Spojených státech amerických více než 2,8 Každý rok dojde k milionům infekcí odolných vůči antimikrobiálním látkám a v důsledku toho zemře více než 35 000 lidí.

Nourseotricin obsahuje více forem komplexní molekuly zvané streptotricin. Existovaly velké naděje, že streptotricin uvnitř bude silným prostředkem proti bakteriím nazývaným gramnegativní bakterie. Tyto bakterie, jako nap E-coli.mají silnou vnější ochrannou vrstvu a antibiotika je obzvláště těžko zabíjejí.

Naneštěstí byl nourseotricin toxický pro ledviny podle výsledků nepublikované omezené studie na lidech někdy ve 40. letech 20. století a od jeho vývoje bylo upuštěno. Tým v této studii se rozhodl vrátit a znovu se podívat na náš seotricin.

„Začali jsme hledat léky, které bychom mohli použít, a ukázalo se, že tito superodolní brouci byli vysoce citliví na streptotricin, takže jsme ho mohli použít jako selekční činidlo pro tyto experimenty,“ spoluautor studie a patolog Harvard Medical School James Kirby uvedl v prohlášení. „To, co vědci izolovali v roce 1942, nebylo tak čisté jako to, s čím pracujeme dnes. To, co se tehdy nazývalo streptotricin, je ve skutečnosti směs několika variant streptotricinu. Přirozená směs různých typů streptotricinů se nyní nazývá nourseotricin.

Kirby je také ředitelem Laboratoře klinické mikrobiologie v Beth Israel Deaconess Medical Center.

V dřívějších studiích o antibiotiku trpěl norseotricin neúplnou purifikací streptotricinu, která pravděpodobně způsobila toxicitu. Studie zveřejněná v roce 2022 ukázala, že různé formy streptotricinu mají ve skutečnosti různé toxicity.

Jeden nazvaný streptotricin-F byl výrazně méně toxický a zároveň působil proti současným patogenům, které jsou rezistentní vůči více lékům.

[Related: Raw dog food can harbor antibiotic-resistant bacteria.]

V této studii se tým podrobně zabýval streptotricinem-F a také streptotricinem-D. Kmen Streptotricin-D byl také vysoce selektivní pro gramnegativní bakterii a byl dokonce silnější než streptotricin-F proti Enterobacterales rezistentním na léky a dalším bakteriálním druhům. . Při nižší dávce však způsoboval renální toxicitu.

Tým použil kryo-elektronovou mikroskopii, aby ukázal, že streptotricin-F se extenzivně váže na podjednotku bakteriálního ribozomu. Tato vazba způsobuje chyby translace v bakteriích, což pomáhá antibiotikům bránit šíření bakteriální infekce.

„Funguje tak, že inhibuje schopnost organismu produkovat proteiny velmi záludným způsobem. Když buňka vytváří proteiny, vytváří je podle plánu nebo zprávy, která buňce říká, jaké aminokyseliny se mají spojit, aby vytvořily protein. Naše studie pomáhají vysvětlit, jak toto antibiotikum mate mašinérii tak, že zpráva je přečtena nesprávně a začne dávat dohromady nesmysly. Buňka se v podstatě otráví, protože produkuje všechno to haraburdí,“ řekl Kirby.

Tým se stále snaží zjistit mechanismus účinku norseotricinu, ale zjistil, že působí jinak než jiná antibiotika. Kirby bude pokračovat ve studiu nourseotricinu se spolupracovníky z Northwestern University a Case Western Reserve University Medical Center, aby se ponořil hlouběji a pochopil, jak to vlastně funguje.

„Máme skvělé spolupracovníky, kteří nám umožnili realizovat projekt, který překračuje více oblastí. Tato práce je příkladem kolaborativní vědy opravdu v celé své kráse,“ řekl Kirby.