Novi antibiotik koji deluje tako što ometa dve različite ćelijske mete bi 100 miliona puta otežao bakterijama da razviju otpornost, prema novom istraživanju Univerziteta Ilinois u Čikagu.
Za novi rad u Nature Chemical Biology, istraživači su istraživali kako klasa sintetičkih lekova zvanih makroloni ometaju funkciju bakterijskih ćelija u borbi protiv zaraznih bolesti. Njihovi eksperimenti pokazuju da makroloni mogu da rade na dva različita načina – ili ometanjem proizvodnje proteina ili oštećenjem strukture DNK.
Pošto bi bakterije morale da sprovedu odbranu za oba napada istovremeno, istraživači su izračunali da je otpornost na lekove skoro nemoguća.
„Lepota ovog antibiotika je u tome što ubija kroz dve različite mete u bakterijama“, rekao je Aleksandar Mankin, ugledni profesor farmaceutskih nauka na UIC-u. „Ako antibiotik pogodi obe mete u istoj koncentraciji, tada bakterije gube sposobnost da postanu otporne sticanjem nasumičnih mutacija u bilo kojoj od dve mete.“
Makroloni su sintetički antibiotici koji kombinuju strukture dva široko korišćena antibiotika sa različitim mehanizmima. Makrolidi, kao što je eritromicin, blokiraju ribozom, fabrike za proizvodnju proteina ćelije. Fluorokinoloni, kao što je ciprofloksacin, ciljaju enzim specifičan za bakterije koji se zove DNK giraza.
Dve laboratorije UIC-a koje su vodili Iuri Polikanov, vanredni profesor bioloških nauka, i Mankin i Nora Vaskuez-Laslop, profesor farmacije, ispitivali su ćelijsku aktivnost različitih makrolonskih lekova.
Polikanovova grupa, specijalizovana za strukturnu biologiju, proučavala je kako ovi lekovi reaguju na ribozom, otkrivši da se čvršće vezuju od tradicionalnih makrolida. Makroloni su čak bili sposobni da vežu i blokiraju ribozome iz sojeva bakterija otpornih na makrolide i nisu uspeli da pokrenu aktivaciju gena otpornosti.
Drugi eksperimenti su testirali da li makrolonski lekovi prvenstveno inhibiraju ribozom ili enzime DNK giraze u različitim dozama. Dok su mnogi dizajni bili bolji u blokiranju jedne ili druge mete, onaj koji je ometao oba pri najnižoj efektivnoj dozi istakao se kao kandidat koji najviše obećava.
„U osnovi pogađajući dve mete u istoj koncentraciji, prednost je što onemogućavate bakterijama da lako pronađu jednostavnu genetsku odbranu“, rekao je Polikanov.
Studija takođe odražava interdisciplinarnu saradnju u Zgradi za istraživanje molekularne biologije UIC-a, gde istraživači sa koledža medicine, farmacije i liberalnih umetnosti i nauka dele susedne laboratorije i donose osnovna naučna otkrića poput ovog, rekli su autori.
„Glavni ishod celog ovog rada je razumevanje kako treba da idemo napred“, rekao je Menkin. „A razumevanje koje dajemo hemičarima je da morate da optimizujete ove makrolone da biste pogodili obe mete.“
