Oporność na antybiotyki stanowi obecnie jedno z najpoważniejszych wyzwań współczesnej medycyny. W miarę jak bakterie ewoluują, leki, które dotychczas skutecznie zwalczały infekcje, tracą swoją moc. Zjawisko to sprawia, że rutynowe zabiegi chirurgiczne, leczenie onkologiczne czy proste infekcje stają się coraz trudniejsze do opanowania, niosąc ze sobą wyższe ryzyko dla pacjentów. Zamiast jednak tworzyć całkowicie nowe antybiotyki, naukowcy coraz częściej skupiają się na strategii wspomagania już istniejących leków.
Zespół profesora Johna Mosesa z Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) opracował innowacyjne podejście, które pozwala przywrócić skuteczność wankomycyny – silnego antybiotyku stosowanego w leczeniu ciężkich infekcji, w tym wywoływanych przez MRSA czy Clostridium difficile. Kluczem do sukcesu okazało się nie samo działanie bakteriobójcze, lecz zastosowanie tzw. adiuwantów, czyli cząsteczek wspomagających, które pozbawiają bakterie ich mechanizmów obronnych.
Nowoczesna chemia w służbie medycyny
Badacze z laboratorium Mosesa od lat pracują nad przyspieszeniem procesu odkrywania nowych leków, wykorzystując autorską technikę zwaną diversity oriented clicking (DOC). Dzięki niej stworzyli bibliotekę ponad 150 różnych związków chemicznych. To właśnie z tej kolekcji wyłoniono cząsteczkę o nazwie pghi-4, która odegrała kluczową rolę w badaniach przeprowadzonych we współpracy z instytutem Scripps Research.
Naukowcy skupili się na bakterii Enterococcus faecium, która wykształciła oporność na wankomycynę. Zidentyfikowali enzym bakteryjny o nazwie SagA (secreted antigen A), który odpowiada za ochronę drobnoustroju przed działaniem leku. Cząsteczka pghi-4 skutecznie blokuje ten enzym, co w efekcie przywraca wankomycynie zdolność do niszczenia opornych bakterii.
To odkrycie wywodzi się z podstawowych badań chemicznych. Rozwój reakcji doprowadził do znalezienia pierwszego inhibitora ważnego enzymu zaangażowanego w oporność na antybiotyki. Jest to proces, który stale udoskonalamy, aby zarówno aktualizować naszą bibliotekę cząsteczek, jak i dodawać nowe związki, z których mogą korzystać nasi współpracownicy w swoich badaniach – wyjaśnia profesor John Moses.
Przyszłość walki z superbakteriami
Sukces w przywróceniu działania wankomycyny otwiera drzwi do szerszego wykorzystania tej metody w walce z innymi patogenami, w tym z opornymi formami gruźlicy. Filozofia pracy zespołu opiera się na wykorzystaniu inteligentnych i solidnych reakcji chemicznych, które pozwalają na bardziej efektywne budowanie nowych cząsteczek.
W obliczu globalnego wzrostu oporności na antybiotyki, wyniki te pokazują, że przełomowe postępy w medycynie mogą wynikać z ponownego przemyślenia chemii leków, które już posiadamy. Zamiast szukać zupełnie nowych substancji, przyszłe terapie mogą opierać się na precyzyjnie zaprojektowanych cząsteczkach, które sprawią, że stare, sprawdzone antybiotyki odzyskają swoją dawną skuteczność.
Badania te zostały sfinansowane przez szereg instytucji, w tym National Institutes of Health, National Cancer Institute oraz New York State Biodefense Commercialization Fund.