Χρησιμοποιώντας έναν νέο τύπο χημικής αντίδρασης, οι ερευνητές του MIT έδειξαν ότι μπορούν να τροποποιήσουν τα αντιβιοτικά κατά τρόπο που θα μπορούσε να τα καταστήσει πιο αποτελεσματικά έναντι των λοιμώξεων που είναι ανθεκτικές στα φάρμακα.
Με τη χημική σύνδεση του αντιβιοτικού βανκομυκίνης με ένα αντιμικροβιακό πεπτίδιο, οι ερευνητές ήταν σε θέση να ενισχύσουν δραματικά την αποτελεσματικότητα του φαρμάκου έναντι δύο στελεχών ανθεκτικών σε φάρμακα βακτηρίων. Αυτό το είδος τροποποίησης είναι απλό στην εκτέλεση και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πρόσθετων συνδυασμών αντιβιοτικών και πεπτιδίων, λένε οι ερευνητές.
“Συνήθως, θα χρειαστούν πολλά βήματα για να πάρουμε βανκομυκίνη σε μια μορφή που θα σας επιτρέψει να το συνδέσετε με κάτι άλλο, αλλά δεν χρειάζεται να κάνουμε τίποτα για το φάρμακο”, λέει ο Brad Pentelute, αναπληρωτής καθηγητής του MIT τη χημεία και τον ανώτερο συγγραφέα της μελέτης. “Τα ανακατεύουμε απλά και έχουμε μια αντίδραση σύζευξης”.
Αυτή η στρατηγική θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την τροποποίηση άλλων τύπων φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων για τον καρκίνο, λέει ο Pentelute.
Το εργαστήριο του Pentelute συνεργάστηκε με τον Stephen Buchwald, τον Camille Dreyfus καθηγητή Χημείας στο MIT. Scott Miller, καθηγητή Χημείας στο Πανεπιστήμιο Yale και ερευνητές της Visterra, μιας τοπικής εταιρείας βιοτεχνολογίας, η έρευνα, δημοσιεύθηκε στις 5 Νοεμβρίου στο Nature Chemistry.
Οι κύριοι συγγραφείς του βιβλίου είναι ο πρώην MIT postdoc Daniel Cohen, ο MIT postdoc Chi Zhang και ο μεταπτυχιακός φοιτητής MIT Colin Fadzen.
Πριν από μερικά χρόνια, ο Cohen έκανε την ανακάλυψε ότι ένα αμινοξύ που ονομάζεται σεληνοκυστέίνη μπορεί να αντιδράσει αυθόρμητα με πολύπλοκες φυσικές ενώσεις χωρίς την ανάγκη ενός καταλύτη μετάλλου. Ο Cohen διαπίστωσε ότι όταν αναμίχθηκε σεληνοκυστέίνη, (με έλλειψη ηλεκτρονίων), με το αντιβιοτικό βανκομυκίνη, η σεληνοκυστέίνη προσκολλήθηκε σε ένα συγκεκριμένο σημείο – ένα πλούσιο σε ηλεκτρόνιο δακτύλιο από άτομα άνθρακα μέσα στο μόριο βανκομυκίνης.
Αυτό οδήγησε τους ερευνητές να δοκιμάσουν τη χρήση σεληνοκυστεΐνης ως «λαβή» που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση πεπτιδίων και φαρμάκων μικρού μορίου. Ενσωμάτωσαν σεληνοκυστέίνη σε φυσικώς απαντώμενα αντιμικροβιακά πεπτίδια -μικρές πρωτεΐνες που οι περισσότεροι οργανισμοί παράγουν ως τμήμα της ανοσολογικής τους άμυνας.
Οι ερευνητές εξέτασαν συζεύγματα βανκομυκίνης και ποικίλα αντιμικροβιακά πεπτίδια (AMPs). Διαπίστωσαν ότι ένα από αυτά τα μόρια, ένας συνδυασμός βανκομυκίνης και AMP dermaseptin, ήταν πέντε φορές πιο ισχυρός από τη βανκομυκίνη μόνη έναντι ενός στελέχους βακτηρίων που ονομάζεται E. faecalis. Η βανκομυκίνη που συνδέεται με ένα ΑΜΡ που ονομάζεται RP-1, ήταν σε θέση να σκοτώσει το βακτήριο Α. Baumannii, ακόμη και αν η βανκομυκίνη δεν έχει καμία επίδραση σε αυτό το στέλεχος. Και τα δύο αυτά στελέχη έχουν υψηλά επίπεδα αντοχής στα φάρμακα και συχνά προκαλούν λοιμώξεις που αποκτώνται στα νοσοκομεία.
Αυτή η προσέγγιση θα πρέπει να λειτουργήσει για τη σύνδεση των πεπτιδίων με οποιοδήποτε πολύπλοκο οργανικό μόριο που έχει το σωστό είδος πλούσιου σε ηλεκτρόνιο δακτύλιο, λένε οι ερευνητές. Έχουν δοκιμάσει τη μέθοδο τους με περίπου 30 άλλα μόρια, συμπεριλαμβανομένης της σεροτονίνης και της ρεσβερατρόλης, και διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν εύκολα να ενωθούν με πεπτίδια που περιέχουν σεληνοκυστέίνη. Οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη διερευνήσει πώς αυτές οι τροποποιήσεις θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των ναρκωτικών.
Εκτός από την τροποποίηση των αντιβιοτικών, όπως συνέβη σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την τεχνική για τη δημιουργία στοχευμένων φαρμάκων κατά του καρκίνου. Οι επιστήμονες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτή την προσέγγιση για να προσκολληθούν αντισώματα ή άλλες πρωτεΐνες στα φάρμακα κατά του καρκίνου, βοηθώντας τα φάρμακα να φτάσουν στον προορισμό τους χωρίς να προκαλέσουν παρενέργειες σε υγιή ιστό.
Επιμέλεια Κειμένου: Κατερίνα Καλτσά
με Αριθμό Μητρώου 12691
