Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Stary antybiotyk w nowej odsłonie – przełom w walce z lekoopornością?
Stary antybiotyk w nowej odsłonie – przełom w walce z lekoopornością?
Już Aleksander Fleming, odkrywca penicyliny, przewidywał, że bakterie prędzej czy później nabędą oporności na każdy antybiotyk. Niestety, nie pomylił się. W 2016 r. Polskę opanował strach przed Klebsiellą pneumoniae New Delhi, oporną na wszystkie znane antybiotyki. Za rozwój wielu zakażeń szpitalnych, z którymi jak do tej pory medycyna nie potrafi sobie poradzić, odpowiadają również szczepy Escherichii coli, Acinetobacter czy Staphylococcus aureus. Czy nowa modyfikacja starego antybiotyku może się okazać przełomem w walce z podstępnymi mikroorganizmami?

Wankomycyna, bo jej będzie dotyczył poniższy artykuł, jest antybiotykiem glikopeptydowym wprowadzonym do lecznictwa pod koniec lat 50. XX w. Mechanizm jej działania polega na blokowaniu syntezy ściany komórkowej, ponadto wpływa na przepuszczalność błon komórkowych i syntezę RNA. Charakteryzuje się bardzo szerokim spektrum przeciwbakteryjnym, obejmującym m.in. gronkowce (w tym metycylinooporne szczepy gronkowca złocistego), paciorkowce, beztlenowe ziarenkowce, Enterococcus czy Clostridium difficile. Ze względu na słabą przyswajalność po podaniu doustnym wankomycyna w większości wskazań jest stosowana dożylnie. Jako główne działania niepożądane można wymienić: ototoksyczność, neurotoksyczność, ciężkie uszkodzenia szpiku objawiające się neutropenią, leukopenią czy małopłytkowością. Pacjenci skarżą się ponadto na zawroty głowy, zaburzenia równowagi i spadki ciśnienia krwi. Niemniej wankomycyna przez lata była ostatnią deską ratunku w zakażeniach wywołanych bakteriami, które nabyły oporności na inne antybiotyki. Niestety, po 60 latach bycia jednym z najskuteczniejszych leków przeciwbakteryjnych wankomycyna przestała działać. Bakterie zaczęły modyfikować swoje ściany komórkowe, co zmniejszało ich powinowactwo do antybiotyku. Uczeni z Instytutu Badań Scrippsa w USA walczą jednak o przywrócenie skuteczności temu lekowi. Poddali wankomycynę modyfikacjom, które wzmagają jej działanie.

„Nowa” wankomycyna została zmodyfikowana w trzech miejscach. Po pierwsze, do cząsteczki antybiotyku wprowadzono czwartorzędową zasadę amonową, która zwiększa przepuszczalność bakteryjnych błon komórkowych. Następnie wzbogacono ją o resztę (4-chlorobifenylo)metylową, która hamuje transglikozylazy – enzymy kluczowe w procesie biosyntezy ścian komórkowych. Wreszcie, zmodyfikowano miejsca wiązania. „Stara” wankomycyna preferencyjnie wiązała się do fragmentów ścian komórkowych, bogatych w sekwencje D-alanina-D-alanina. Bakterie zyskały oporność na ten antybiotyk, zmieniając skład aminokwasowy peptydów budulcowych – alanina została zastąpiona przez kwas mlekowy. Wankomycyna nie przyłączała się do nowego miejsca wiązania, przez co nie wykazywała działania przeciwbakteryjnego. Badaczom udało się rozwiązać również ten problem – ulepszona wersja antybiotyku rozpoznaje sekwencję D-alanina-D-kwas mlekowy.

Te trzy modyfikacje sprawiają, że „nowa” wankomycyna jest tysiąc razy bardziej skuteczna niż jej prekursor. Dzięki temu w lecznictwie będzie można stosować znacznie mniejsze dawki leku, co przełoży się na mniejsze nasilenie działań niepożądanych. Naukowcy twierdzą, że ich odkrycie uczyniło z wankomycyny trzy leki w jednym. Uważają, że bakterie nie będą w stanie „szukać” trzech różnych sposobów na przezwyciężenie niezależnych mechanizmów działania leku, bo nawet jeśli „nauczą się” walczyć z jednym, będą zabijane przez dwa pozostałe. Badacze dość odważnie deklarują, że lekarze mogą przepisywać zmodyfikowaną formę wankomycyny bez obaw o rozwój lekooporności.

Bez wątpienia odkrycie amerykańskich naukowców może się okazać przełomem w walce z wieloma szczepami bakterii, które ze względu na rozwój antybiotykooporności nie są podatne na obecnie stosowane leki przeciwbakteryjne i tym samym stanowią realne zagrożenie dla tysięcy pacjentów. Jednakże mimo możliwej minimalizacji dawki wankomycyna wciąż pozostaje lekiem o toksycznym profilu działania, dlatego stosować ją należy z umiarem.

Źródła
  1. Okano i in., Peripheral modifications of [Ψ[CH2NH]Tpg4]vancomycin with added synergistic mechanisms of action provide durable and potent antibiotics.
  2. Okano i in., Total synthesis of [Ψ[C(═NH)NH]Tpg(4)]vancomycin and its (4-chlorobiphenyl)methyl derivative: impact of peripheral modifications on vancomycin analogues redesigned for dual D-Ala-D-Ala and D-Ala-D-Lac binding.
KOMENTARZE
news

<Październik 2017>

pnwtśrczptsbnd
25
26
28
Forum Druku Cyfrowego
2017-09-28 do 2017-09-28
30
1
2
3
4
Warsztaty miareczkowe
2017-10-04 do 2017-10-05
7
8
11
14
17
18
21
22
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5
Newsletter