Antibiotika jsou důvěryhodnými zbraněmi proti mnoha typům bakteriálních chorob, ale rostoucí problém s drogami je velkým problémem. "Patogeny získávají rezistenci rychleji, než můžeme zavést nová antibiotika, a to způsobuje lidskou zdravotní krizi, " říká biochemik Kim Lewis z Northeastern University.
Lewis je součástí týmu, který nedávno odhalil slibné antibiotikum, které se zrodilo z nového způsobu, jak využít síly půdních mikroorganismů. V testech na zvířatech se teixobaktin osvědčil jako účinný při usmrcování celé řady bakterií způsobujících onemocnění - dokonce i těch, u kterých se vyvinula imunita vůči jiným lékům. Nejlepší úsilí vědců o vytvoření mutantních bakterií s rezistencí na léčivo selhalo, což znamená, že teixobaktin by mohl fungovat efektivně po celá desetiletí, než se patogeny přirozeně vyvinou rezistencí na něj.
„Antibiotická éra“ 20. století představila široce úspěšné a cílené úsilí proti bakteriím způsobujícím onemocnění. Drogy jako penicilin a streptomycin se staly domácími jmény a miliony lidí z nich těžily.
Ale rozšířené používání - a zneužívání, jako jsou pacienti, kteří neužívají léky správně - znamenalo, že bakterie začaly pracovat přesčas na vyvinutí rezistence na antibiotika. Nyní jsou některé patogeny, včetně některých kmenů tuberkulózy, rezistentní vůči všem dostupným antibiotikům. Protože se rezistence může vyvíjet rychle, vysoké náklady na vývoj léků nejsou považovány za dlouhodobé hodnoty a na trh se dostává méně nových antibiotik.
Součástí problému byly potíže s pěstováním nejslibnějších kandidátů v laboratoři. Přírodní mikrobiální látky z půdních bakterií a plísní byly v minulém století příčinou většiny vývoje antibiotik. Ale jen asi jedno procento těchto organismů může být pěstováno v laboratoři. Zbytek, v ohromujícím počtu, zůstal dosud nekulturovaný a pro lékařské vědy byl omezený.
Lewis a jeho tým se rozhodli pro jiný přístup. "Místo toho, abychom se snažili zjistit ideální podmínky pro každý jeden z milionů organismů venku v prostředí, abychom jim umožnili růst v laboratoři, jednoduše je pěstujeme v jejich přirozeném prostředí, kde již mají podmínky, které mají potřeba růstu, “říká.
Za tímto účelem tým navrhl gadget, který sendvičuje vzorek půdy mezi dvěma membránami, z nichž každá je perforována póry, které umožňují difuzi molekul, jako jsou živiny, ale neumožňují průchod buněk. "Používáme to jen proto, abychom přiměli bakterie, aby si mysleli, že jsou v jejich přirozeném prostředí, " říká Lewis.
Tým izoloval 10 000 kmenů nekultivovaných půdních bakterií a připravil z nich extrakty, které mohly být testovány proti ošklivým patogenním bakteriím. Teixobaktin se ukázal jako nejslibnější lék. Myši infikované bakteriemi, které způsobují infekce horních cest dýchacích (včetně S. aureus nebo Streptococcus pneumoniae ), byly léčeny teixobaktinem a lék infekce vyřadil bez zjevných toxických účinků.
Je pravděpodobné, že teixobaktin je účinný kvůli způsobu, jakým se zaměřuje na onemocnění: Lék štěpí bakteriální buněčné stěny útokem na lipidové molekuly, které buňka organicky vytváří. Mnoho dalších antibiotik zacílí na bakteriální proteiny a geny, které tyto proteiny kódují, se mohou mutovat za vzniku různých struktur. To znamená, že útok na lék není vždy účinný, takže některé odolné bakterie mohou přežít, aby nakonec pomohly vybudovat rezistentní kmen.
Jedno existující antibiotikum, které se také zaměřuje na prekurzory buněčné stěny lipidových buněk, vankomycin, účinně fungovalo téměř 40 let, než se u bakterií vyvinula rezistence. Nová směs je mnohem lépe chráněna před rezistencí než vankomycin, takže může mít velmi dlouhou účinnost, uvádí tým dnes v časopise Nature .
Dnes může teixobaktin léčit myši na infekci, což je dobrý začátek, a lék je asi dva roky od zahájení klinických testů, které by nakonec mohly vést ke schválení léčby člověka. A jak to může být slibné, představuje teixobaktin jen špičku ledovce, říká Lewis. Kdo ví, co lze nalézt mezi mnoha miliony nekultivovaných půdních bakterií?
"Je to obrovský zdroj nových antibiotických sloučenin, " říká Lewis. "Dokázali byste si představit všechny druhy sloučenin, které by tam mohly být a mohly by dělat všechny druhy věcí." I na rozdíl od antibiotik se sloučeniny, které získáváte z půdních mikroorganismů, používají také k vývoji protirakovinových léčiv, imunosupresiv a protizánětlivých látek. Takže opravdu, tyto bakterie jsou velmi dobré na výrobu antibiotik, ale existuje určitě mnoho dalších léčiv, která také dokážou vyrobit. “
