Antybiotyki są zaufaną bronią przeciwko wielu rodzajom chorób bakteryjnych, ale rosnąca oporność na leki jest poważnym problemem. „Patogeny nabywają oporność szybciej niż jesteśmy w stanie wprowadzić nowe antybiotyki, a to powoduje kryzys zdrowotny” - mówi biochemik Kim Lewis z Northeastern University.
Lewis jest częścią zespołu, który niedawno zaprezentował obiecujący antybiotyk, zrodzony z nowego sposobu wykorzystania mocy mikroorganizmów glebowych. W testach na zwierzętach teixobaktyna okazała się skuteczna w zabijaniu wielu bakterii chorobotwórczych - nawet tych, które rozwinęły odporność na inne leki. Najlepsze wysiłki naukowców, aby stworzyć zmutowane bakterie oporne na lek, zawiodły, co oznacza, że teixobactin może działać skutecznie przez dziesięciolecia, zanim patogeny naturalnie rozwiną oporność na ten lek.
„Era antybiotyków” XX wieku zapoczątkowała szeroko zakrojone, ukierunkowane działania przeciwko bakteriom wywołującym choroby. Leki takie jak penicylina i streptomycyna stały się nazwami domowymi i skorzystały z nich miliony ludzi.
Jednak powszechne stosowanie - i niewłaściwe stosowanie, takie jak pacjenci niewłaściwie przyjmujący leki - oznaczało, że bakterie zaczęły pracować z czasem, aby rozwinąć oporność na antybiotyki. Obecnie niektóre patogeny, w tym niektóre szczepy gruźlicy, są odporne na wszystkie dostępne antybiotyki. Ponieważ oporność może szybko ewoluować, wysokie koszty opracowywania leków nie są postrzegane jako mające wartość długoterminową, a na rynek trafia mniej nowych antybiotyków.
Częścią problemu były problemy z wyhodowaniem najbardziej obiecujących kandydatów w laboratorium. Naturalne substancje drobnoustrojowe z bakterii glebowych i grzybów były podstawą rozwoju większości antybiotyków w ciągu ostatniego stulecia. Ale tylko około jeden procent tych organizmów można hodować w laboratorium. Reszta, w oszałamiającej liczbie, do tej pory pozostawała niehodowana i miała ograniczone zastosowanie w medycynie.
Lewis i jego zespół zdecydowali się na inne podejście. „Zamiast próbować znaleźć idealne warunki dla każdego z milionów organizmów żyjących w środowisku, aby pozwolić im rosnąć w laboratorium, po prostu hodujemy je w ich naturalnym środowisku, w którym mają już warunki potrzeba wzrostu ”- mówi.
Aby to zrobić, zespół zaprojektował gadżet, który umieszcza próbkę gleby między dwiema błonami, z których każda jest perforowana porami, które umożliwiają dyfundowanie cząsteczek takich jak substancje odżywcze, ale nie pozwalają na przepływ komórek. „Używamy go tylko, aby oszukać bakterie w przekonaniu, że znajdują się w ich naturalnym środowisku” - mówi Lewis.
Zespół wyodrębnił 10 000 szczepów niehodowanych bakterii glebowych i przygotował z nich wyciągi, które można przetestować pod kątem paskudnych bakterii chorobotwórczych. Teixobactin stał się najbardziej obiecującym lekiem. Myszy zakażone bakteriami wywołującymi zakażenia górnych dróg oddechowych (w tym S. aureus lub Streptococcus pneumoniae ) leczono teixobactin, a lek znokautował infekcje bez zauważalnego działania toksycznego.
Prawdopodobnie teixobactin jest skuteczny ze względu na sposób, w jaki celuje w chorobę: Lek rozkłada ściany komórkowe bakterii atakując cząsteczki lipidowe, które komórka tworzy organicznie. Wiele innych antybiotyków atakuje białka bakterii, a geny kodujące te białka mogą mutować, tworząc różne struktury. Oznacza to, że atak leku nie zawsze jest skuteczny, więc niektóre odporne bakterie mogą przeżyć, aby ostatecznie zbudować odporny szczep.
Jeden z istniejących antybiotyków, który atakuje również lipidowe ściany komórkowe, wankomycyna, działał skutecznie przez prawie 40 lat, zanim bakterie rozwinęły oporność. Nowy związek jest znacznie lepiej chroniony przed opornością niż wankomycyna, więc może mieć bardzo długi okres skuteczności, donosi dziś zespół w czasopiśmie Nature .
Dzisiaj teixobactin może wyleczyć myszy z infekcji, co jest dobrym początkiem, a lek może być za dwa lata od rozpoczęcia testów klinicznych, które mogą ostatecznie doprowadzić do zatwierdzenia leczenia ludzi. Lewis twierdzi, że teixobactin jest obiecujący, choć może być obiecujący. Kto wie, co można znaleźć wśród wielu milionów niehodowanych gatunków bakterii glebowych?
„To ogromne źródło nowych związków antybiotykowych” - mówi Lewis. „Można sobie wyobrazić wszelkiego rodzaju związki, które mogą tam być i mogą robić różne rzeczy. Nawet oprócz antybiotyków związki, które otrzymujesz z mikroorganizmów glebowych, zostały również wykorzystane do opracowania leków przeciwnowotworowych, immunosupresyjnych i przeciwzapalnych. Tak naprawdę bakterie te są bardzo dobre w wytwarzaniu antybiotyków, ale z pewnością istnieje wiele innych środków terapeutycznych, które mogą również wytwarzać. ”
