Bakterije otporne na antibiotike postale su sve veća pretnja javnom zdravlju. Svake godine, oni čine više od 2,8 miliona infekcija, prema američkim centrima za kontrolu i prevenciju bolesti. Bez novih antibiotika, čak i uobičajene povrede i infekcije imaju potencijal da postanu smrtonosne.
Naučnici su sada korak bliže eliminisanju te pretnje, zahvaljujući saradnji koju je predvodio Teksas A&M Univerzitet, a koja je razvila novu porodicu polimera sposobnih da ubijaju bakterije bez izazivanja otpornosti na antibiotike tako što narušavaju membranu ovih mikroorganizama.
„Novi polimeri koje smo sintetizovali mogli bi da pomognu u borbi protiv otpornosti na antibiotike u budućnosti obezbeđivanjem antibakterijskih molekula koji deluju kroz mehanizam protiv kojeg izgleda da bakterije ne razvijaju rezistenciju“, rekao je dr Kventin Mišodel, docent na Katedri za hemiju i vodeći istraživač u istraživanju, objavljenom 11. decembra u Zborniku radova Nacionalne akademije nauka.
Radeći na spoju organske hemije i nauke o polimerima, Laboratorija Mišodel je uspela da sintetiše novi polimer pažljivim dizajnom pozitivno naelektrisanog molekula koji se može spojiti mnogo puta da bi se formirao veliki molekul napravljen od istog ponavljajućeg naelektrisanog motiva koristeći pažljivo odabrani katalizator pod nazivom AkuaMet.
Prema Mišodelu, taj katalizator se pokazao ključnim, s obzirom na to da mora da toleriše visoku koncentraciju naelektrisanja i takođe da bude rastvorljiv u vodi – karakteristika koju on opisuje kao neuobičajenu za ovu vrstu procesa.
Nakon postizanja uspeha, laboratorija Mišodel stavila je svoje polimere na test protiv dve glavne vrste bakterija otpornih na antibiotike — E. coli i Staphilococcus aureus (MRSA)—u saradnji sa grupom dr Džesike Šifman na Univerzitetu Masačusets Amherst. Dok su čekali te rezultate, istraživači su takođe testirali toksičnost svojih polimera protiv ljudskih crvenih krvnih zrnaca.
„Uobičajeni problem sa antibakterijskim polimerima je nedostatak selektivnosti između bakterija i ljudskih ćelija kada se cilja na ćelijsku membranu“, objasnio je Mišodel. „Ključ je da se uspostavi pravi balans između efikasnog inhibicije rasta bakterija i neselektivnog ubijanja nekoliko vrsta ćelija.“
Mišodel pripisuje multidisciplinarnu prirodu naučnih inovacija i velikodušnost posvećenih istraživača širom Teksaškog A&M kampusa i zemlje kao faktore uspeha njegovog tima u određivanju savršenog katalizatora za njihovo sklapanje molekula.
„Ovaj projekat je nastajao nekoliko godina i ne bi bio moguć bez pomoći nekoliko grupa, pored naših saradnika UMass-a“, rekao je Mišodel.
„Na primer, morali smo da pošaljemo neke uzorke u Letteri Lab na Univerzitetu u Virdžiniji da bismo odredili dužinu naših polimera, što je zahtevalo upotrebu instrumenta koji ima nekoliko laboratorija u zemlji. Takođe smo izuzetno zahvalni [biohemiji Doktorski kandidat] Nathan Villiams i dr Jean-Philippe Pellois ovde u Tekas A&M, koji su pružili svoju stručnost u našoj proceni toksičnosti protiv crvenih krvnih zrnaca.“
Mišodel kaže da će se tim sada fokusirati na poboljšanje aktivnosti svojih polimera protiv bakterija – konkretno, njihove selektivnosti za bakterijske ćelije u odnosu na ljudske ćelije – pre nego što pređe na in vivo testove.
„U procesu smo sintetizacije raznih analoga sa tim uzbudljivim ciljem na umu“, rekao je on.
Rad tima predstavlja člana Michaudel Lab-a i doktora hemije u Teksasu A&M. diplomirani dr Sarah Hancock kao prvi autor. Ostali ključni saradnici iz laboratorije Michaudel su diplomirani student hemije An Tran, postdoktorant dr Arunava Maiti i bivši postdoktorant dr Nattavut Iuntavattana, koji je sada docent nauke o materijalima na Univerzitetu Kasetsart na Tajlandu.
