Araştırma, yeni etkili ilaçların geliştirilmesinde önemli bir adımdır.
Dirençli bakterilere karşı savaşabilen yeni bir antibiyotik.
Antibiyotiklerin uzun zamandır bakteriyel enfeksiyonlar için mucizevi bir tedavi olduğu düşünülüyordu. Bununla birlikte, birçok patojen zaman içinde antibiyotiklere dayanacak şekilde evrimleşmiştir ve bu nedenle yeni ilaç arayışları daha acil hale gelmektedir. Basel Üniversitesi’nden araştırmacılar, yeni bir antibiyotiği tanımlamak ve etki tarzını deşifre etmek için hesaplamalı analiz kullanan uluslararası bir ekibin parçasıydı. Araştırmaları, yeni ve güçlü ilaçların yaratılmasında önemli bir adımdır.
Dünya Sağlık Örgütü, antibiyotiklere dirençli ve sürekli artan bakteri sayısını “sessiz bir salgın” olarak adlandırıyor. Son yıllarda piyasaya pek çok yeni ilacın çıkmamış olması durumu daha da kötüleştiriyor. Şu anda bile, tüm enfeksiyonlar uygun şekilde tedavi edilemiyor ve hastalar hala rutin müdahalelerden zarar görme riski taşıyor.
Antibiyotiğe dirençli bakterilerin yayılmasını durdurmak için acilen yeni aktif maddelere ihtiyaç duyulmaktadır. Boston’daki Northeastern Üniversitesi’nden araştırmacılar ve Basel Üniversitesi Biozentrum’dan Profesör Sebastian Hiller’in başkanlık ettiği bir ekip tarafından kısa süre önce önemli bir bulgu elde edildi. National Center of Competence in Research (NCCR) “AntiResist” projesinin bir bileşeni olan bu araştırmanın sonuçları geçtiğimiz günlerde yayınlandı. Doğa Mikrobiyolojisi.
zorlu rakipler
Araştırmacılar, hesaplamalı bir tarama yaklaşımıyla yeni antibiyotik Dynobactin’i keşfettiler. Bu bileşik, birçok tehlikeli ve dirençli patojen içeren Gram negatif bakterileri öldürür. Hiller, “Bu bakteri grubuna karşı antibiyotik arayışı önemsiz olmaktan çok uzak” diyor. “Çift zarları tarafından iyi korunuyorlar ve bu nedenle saldırı için çok az fırsat sunuyorlar. Ve milyonlarca yıllık evrimlerinde, bakteriler antibiyotikleri zararsız hale getirmenin sayısız yolunu bulmuşlardır.”
Daha geçen yıl, Hiller’in ekibi yakın zamanda keşfedilen peptit antibiyotik Darobaktin’in etki tarzını deşifre etti. Elde edilen bilgi, yeni bileşikler için tarama sürecine entegre edildi. Araştırmacılar, birçok bakterinin birbiriyle savaşmak için antibiyotik peptitler ürettiği gerçeğinden yararlandı. Ve bu peptidler, doğal maddelerin aksine, bakteri genomunda kodlanmıştır.
Ölümcül etki
Eş-yazar Dr. Seyed M. Modaresi, “Bu tür peptit antibiyotikler için genler karakteristik bir özelliği paylaşıyor” diye açıklıyor. “Bu özelliğe göre bilgisayar, bu tür peptitleri üreten bakterilerin tüm genomunu sistematik olarak taradı. Dynobactin’i bu şekilde tanımladık.” Yazarlar yaptıkları çalışmada bu yeni bileşiğin son derece etkili olduğunu göstermişlerdir. Dirençli bakterilerin neden olduğu hayatı tehdit eden sepsise sahip fareler, Dynobactin uygulamasıyla şiddetli enfeksiyondan kurtuldu.
Araştırmacılar, farklı yöntemleri birleştirerek Dynobactin’in yapısını ve etki mekanizmasını çözebilmişlerdir. Bu peptit, dış koruyucu bakteriyel zarfın oluşumunda ve korunmasında önemli bir rol oynayan bakteriyel membran proteini BamA’yı bloke eder. “Dynobactin BamA’ya dışarıdan bir tıpa gibi yapışır ve görevini yapmasını engeller. Böylece bakteriler ölür” diyor Modaresi. “Dynobactin’in zaten bilinen Darobaktin ile hemen hemen hiçbir kimyasal benzerliği olmamasına rağmen, yine de bakteri yüzeyinde aynı hedefe sahiptir. Bunu başlangıçta beklemiyorduk.”
Antibiyotik araştırmaları için bir destek
Ancak moleküler seviyede, bilim adamları Dynobactin’in BamA ile Darobaktin’den farklı şekilde etkileşime girdiğini keşfettiler. İkisinin belirli kimyasal özelliklerini birleştirerek, potansiyel ilaçlar daha da geliştirilebilir ve optimize edilebilir. Bu, etkili bir ilaca giden yolda önemli bir adımdır. Hiller, “Bilgisayar tabanlı tarama, acilen ihtiyaç duyulan antibiyotiklerin belirlenmesine yeni bir destek sağlayacak” diyor. “Gelecekte, araştırmamızı genişletmek ve antimikrobiyal ilaçlar olarak uygunlukları açısından daha fazla peptit araştırmak istiyoruz.”
Referans: “Gram-negatif bakteriler için sistemik bir antibiyotiğin hesaplamalı tanımlaması”, yazan Ryan D. Miller, Akira Iinishi, Seyed Majed Modaresi, Byung-Kuk Yoo, Thomas D. Curtis, Patrick J. Lariviere, Libang Liang, Sangkeun Son, Samantha Nicolau, Rachel Bargabos, Madeleine Morrissette, Michael F. Gates, Norman Pitt, Roman P. Jakob, Parthasarathi Rath, Timm Maier, Andrey G. Malyutin, Jens T. Kaiser, Samantha Niles, Blake Karavas, Meghan Ghiglieri, Sarah EJ Bowman, Douglas C. Rees, Sebastian Hiller ve Kim Lewis Doğa Mikrobiyolojisi.
DOI: 10.1038/s41564-022-01227-4