Istraživači su razvili strategiju za identifikaciju novih antimikrobnih lekova sa terapijskim potencijalom iz skupova podataka o bakterijama, pružajući tragove za otkrivanje alternativa tradicionalnim antibioticima. Studija, objavljena danas kao recenzirani preprint u eLife-u, predstavlja vrednu novu metodu za identifikaciju lizina (enzima proizvedenih od faga tokom infekcije) sa antimikrobnom aktivnošću. Urednici časopisa opisuju snagu dokaza kao solidnu za terapeutski potencijal dva lizina otkrivena tokom studije — PHAb10 i PHAb11.
Otpornost na antibiotike, gde mikroorganizmi evoluiraju da prežive tretmane koji su ih nekada ubijali, predstavlja globalnu zabrinutost za javno zdravlje. Preterana upotreba antimikrobnih agenasa kod ljudi, stočarstva i industrijske poljoprivrede je glavni razlog širenja ove rezistencije.
„Lizini, izvedeni iz faga – virusa koji inficiraju i repliciraju unutar bakterija – imaju antimikrobne efekte i smatraju se obećavajućom alternativom antibioticima, zbog njihovog malog rizika od rezistencije i jedinstvenog načina na koji funkcionišu“, kaže Li Zhang, doktorant u Nacionalnoj ključnoj laboratoriji za poljoprivrednu mikrobiologiju, Poljoprivredni univerzitet Huazhong, Vuhan, Kina.
Istraživači su koristili P307, dobro dokumentovan antimikrobni peptid, kao šablon za traženje novih antimikrobnih lizina u bazi podataka proteoma bakterije Acinetobacter baumannii. Rad je otkrio pet novih lizina sa antimikrobnim potencijalom: PHAb7–11, pri čemu su PHAb10 i PHAb11 pokazali najviše obećanja tokom početnih testova.
Tim je hemijski sintetizovao sekvence gena za pet lizina i eksprimovao ih u ćelijama Escherichia coli (E. coli), testirajući njihovu aktivnost protiv tri vrste bakterija: A. baumannii, P. aeruginosa i E. coli. Lizini su pokazali visoku antibakterijsku aktivnost čak i pri niskim koncentracijama.
PHAb10 i PHAb11 pokazali su snažnu antibakterijsku aktivnost protiv šest različitih kultura bakterija, kako u stacionarnoj, tako i u eksponencijalnoj fazi života. Takođe su zadržali značajnu aktivnost nakon termičke obrade na 100 ℃ tokom jednog sata, za razliku od drugih lizina u studiji.
Tim je testirao PHAb10 i PHAb11 na mišjim modelima bakterijske infekcije, otkrivši da su bezbedni i efikasni u eliminaciji infekcije, pokazujući njihov terapeutski potencijal.
Recenzenti naglašavaju potrebu za daljim testovima kako bi se poboljšala robusnost nalaza, uključujući test živi/mrtvi koji koristi fluorescentne boje za razlikovanje živih i mrtvih bakterijskih ćelija.
„Naš rad pokazuje da bi svakodnevno ažurirani veliki podaci, kao što su bakterijski genomi i proteomi, mogli biti ključno sredstvo u borbi protiv rezistencije na antibiotike“, kaže Hang Jang, profesor u Ključnoj laboratoriji za virusologiju i biološku bezbednost, Institut za Vuhan. Virologija, Kineska akademija nauka, Vuhan, Kina.
„Koristili smo našu strategiju skrininga da uspešno identifikujemo nove antimikrobne lizine sa terapijskim potencijalom. PHAb10 i PHAb11 su visoko termostabilni lizini, sa širokim spektrom antimikrobnog delovanja. Ako buduće studije potvrde naše nalaze, ovi lizini bi se mogli dalje istraživati kao potencijalni terapeutski tretmani.“
