Νέο Αντιβιοτικό: Πώς μια τυχαία ανακάλυψη μπορεί να αντιμετωπίσει επικίνδυνες λοιμώξεις
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το πρώτο μιας πολλά υποσχόμενης νέας κατηγορίας αντιβιοτικών, μια απροσδόκητη εξέλιξη αφού δεν το είχαν θέσει ως στόχο.
Η νέα αντιβιοτική ένωση εμφανίζει ελπιδοφόρα δράση έναντι ανθεκτικών στα φάρμακα λοιμώξεων, συμπεριλαμβανομένου του ανθεκτικού στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA) και του Enterococcus faecium, μικρόβια γνωστά για την πρόκληση ανθεκτικών λοιμώξεων σε νοσηλευόμενους ασθενείς.
Η ανακάλυψη του νέου μορίου, που ονομάζεται pre-methylenomycin C lactone, αναφέρθηκε στις 27 Οκτωβρίου στο Journal of the American Chemical Society και “μπορεί να θεωρηθεί το πρώτο σε μια νέα κατηγορία” αντιβιοτικών, δήλωσαν μέσω email στο Live Science η Lona Alkhalaf και ο Greg Challis, χημικοί και επικεφαλής συγγραφείς της μελέτης.
Ωστόσο, ο αρχικός στόχος της ομάδας δεν ήταν η ανακάλυψη νέων φαρμάκων. Αντίθετα, οι ερευνητές ερευνούσαν πώς ένα γνωστό αντιβιοτικό, η μεθυλενομυκίνη Α, παράγεται από ένα βακτήριο που ζει στο έδαφος που ονομάζεται Streptomyces coelicolor.
Τα φυτά και οι μικροοργανισμοί παράγουν μια πληθώρα σύνθετων ενώσεων γνωστών ως δευτερογενείς μεταβολίτες, πολλοί από τους οποίους τυχαίνει να έχουν χρήσιμες φαρμακευτικές ιδιότητες στον άνθρωπο. Η κατανόηση του τρόπου παραγωγής αυτών των ενώσεων μέσα σε αυτούς τους οργανισμούς και του τρόπου αλληλεπίδρασής τους με τα ανθρώπινα κύτταρα μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναπτύξουν αποτελεσματικά φάρμακα από αυτά τα φυσικά προϊόντα.
Τα σχέδια για την παραγωγή αυτών των διαφορετικών βιολογικών μορίων βρίσκονται σε συγκεκριμένες συλλογές γονιδίων, που ονομάζονται “βιοσυνθετικά γονιδιακά σύμπλεγματα”. Διαγράφοντας μεμονωμένα γονίδια από αυτά τα σύμπλεγματα, η Alkhalaf και ο Challis μπόρεσαν να αφαιρέσουν συγκεκριμένα ένζυμα που εμπλέκονται στη σύνθεση της μεθυλενομυκίνης Α. Αυτή η ερευνητική τεχνική τους επέτρεψε να σταματήσουν την ακολουθία αντίδρασης σε βασικά σημεία για να τη μελετήσουν πιο προσεκτικά – και τους οδήγησε να εντοπίσουν εκχυλίσματα προηγουμένως μη παρατηρημένων ενδιάμεσων ενώσεων που παράγονται κατά τη διάρκεια της πορείας.
Αυτή η συστηματική προσέγγιση επέτρεψε στην ομάδα να απομονώσει δύο πρωτοφανή μόρια, τα οποία ονόμασαν pre-methylenomycin C και pre-methylenomycin C lactone. Αφού χρησιμοποίησαν μια σειρά τεχνικών για να χαρακτηρίσουν διεξοδικά τις δομές αυτών των ενώσεων, διερεύνησαν τη βιολογική δραστηριότητα των μορίων έναντι ενός συνόλου βακτηριακών στελεχών.
Η pre-methylenomycin C λακτόνη αποδείχθηκε ιδιαίτερα ελπιδοφόρα. “[Είναι] δραστική έναντι μιας σειράς Gram-θετικών βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένου του ανθεκτικού στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA) και ενός πολυανθεκτικού στελέχους Enterococcus faecium”, δήλωσαν οι Challis και Alkhalaf στο Live Science. “[Είναι] 100 φορές καλύτερο στη θανάτωση ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων από το αρχικό αντιβιοτικό.”
Αλλά ίσως το πιο σημαντικό, η νέα ένωση δεν φαίνεται να προκαλεί αντίσταση στα αντιβιοτικά στα θεραπευμένα στελέχη.
Η επαναλαμβανόμενη έκθεση σε αντιβιοτικά μπορεί να προκαλέσει την εξέλιξη μηχανισμών άμυνας σε ορισμένα βακτήρια, οδηγώντας τελικά σε αντοχή στα φάρμακα, η οποία καθιστά εξαιρετικά δύσκολη τη θεραπεία μελλοντικών λοιμώξεων. Σε ένα πείραμα 28 ημερών, τα βακτήρια E. faecium εκτέθηκαν σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις pre-methylenomycin C λακτόνης, παρέχοντας την τέλεια ευκαιρία για ανάπτυξη αντίστασης. Αλλά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η ομάδα δεν παρατήρησε καμία αλλαγή στην ελάχιστη ανασταλτική συγκέντρωση – την ποσότητα του φαρμάκου που απαιτείται για να παράγει ένα ορατό αποτέλεσμα. Εν ολίγοις, το αντιβιοτικό διατήρησε τη δραστηριότητά του για τη θανάτωση λοιμώξεων και τα βακτήρια δεν ανέπτυξαν κανένα προβληματικό μηχανισμό αντίστασης.
Η επέκταση αυτής της ερευνητικής γραμμής – τόσο για να συμπεριλάβει περισσότερα βακτηριακά στελέχη όσο και για να μελετήσει τις επιδράσεις των φαρμάκων σε μεγαλύτερο χρονικό πλαίσιο – θα είναι δύο σημαντικά επόμενα βήματα για την ομάδα για να αποδείξει τις πλήρεις δυνατότητες του νέου μορίου.
“Είναι μια πολύ ωραία μελέτη και νομίζω ότι αυτό είναι ένα μάθημα: αν απομονώσετε νέα μόρια, τότε αναζητήστε νέες δραστηριότητες με αυτά τα μόρια”, είπε ο Stephen Cochrane, ένας φαρμακοχημικός στο Queen’s University Belfast στην Ιρλανδία που δεν συμμετείχε στην εργασία. Ωστόσο, προειδοποίησε ότι υπάρχει σημαντική διαφορά μεταξύ μιας ένωσης με αντιβακτηριακή δράση και ενός αντιβιοτικού που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ασθενειών.
“Η μεγάλη πρόκληση είναι να μεταφραστεί αυτό σε ένα βιώσιμο φάρμακο – κάτι που διαρκεί αρκετά στο σώμα, δεν είναι τοξικό για τους ανθρώπους και δεν είναι επιρρεπές στην αντίσταση”, είπε.
Για την Alkhalaf και τον Challis, αυτή είναι ακριβώς η κατεύθυνση που ελπίζουν να ακολουθήσουν στη συνέχεια. Συνεργάζονται τώρα με τον David Lupton, έναν συνθετικό χημικό στο Πανεπιστήμιο Monash στην Αυστραλία, για να αναπτύξουν μια χημική οδό προς pre-methylenomycin C λακτόνη. Αυτό θα τους επέτρεπε να παράγουν το μόριο από την αρχή μέσω χημικής σύνθεσης, αντί να βασίζονται σε μικρόβια για να το φτιάξουν. Με τη σειρά του, αυτό θα παρείχε μεγαλύτερους όγκους της ένωσης για μελέτες που στοχεύουν στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του μορίου και του τρόπου με τον οποίο θα μπορούσε να επηρεάσει τα ανθρώπινα κύτταρα.
“Θα ήταν χρήσιμο να προσδιοριστούν οι βιολογικοί στόχοι της ένωσης σε ευαίσθητα βακτήρια και να αναπτυχθεί μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι αλλαγές στη δομή της ένωσης επηρεάζουν τη δέσμευση του στόχου και τη βιολογική δραστηριότητα”, δήλωσαν οι Alkhalaf και Challis. Μια τέτοια διορατικότητα θα μπορούσε να ενημερώσει το σχεδιασμό σχετικών ενώσεων με ακόμη πιο ισχυρή αντιβιοτική δράση.
Τι σημαίνει η ανακάλυψη ενός νέου αντιβιοτικού για την Ελλάδα;
Η εύρεση ενός νέου αντιβιοτικού, όπως αυτή της pre-methylenomycin C lactone, είναι εξαιρετικά σημαντική στην Ελλάδα και παγκοσμίως. Η αυξανόμενη αντοχή των βακτηρίων στα υπάρχοντα αντιβιοτικά αποτελεί σοβαρή απειλή για τη δημόσια υγεία, καθιστώντας ιδιαίτερα δύσκολη την αντιμετώπιση κοινών λοιμώξεων.
Αντιμετώπιση ανθεκτικών λοιμώξεων
Η νέα ένωση δείχνει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς είναι αποτελεσματική έναντι ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων, όπως ο MRSA, που προκαλούν συχνά προβλήματα στα ελληνικά νοσοκομεία. Η ικανότητά της να σκοτώνει βακτήρια χωρίς να προκαλεί άμεσα αντίσταση είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα.
Έρευνα και ανάπτυξη στην Ελλάδα
Η ανακάλυψη αυτή υπογραμμίζει τη σημασία της έρευνας και της ανάπτυξης νέων φαρμάκων. Ενθαρρύνει περαιτέρω τη συνεργασία μεταξύ επιστημόνων στην Ελλάδα και διεθνώς, για την εξεύρεση καινοτόμων λύσεων στα προβλήματα της δημόσιας υγείας.
Προοπτικές για το μέλλον
Αν και απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να αξιολογηθεί πλήρως η αποτελεσματικότητα και η ασφάλεια της pre-methylenomycin C lactone, η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ένα ελπιδοφόρο βήμα προς την ανάπτυξη νέων θεραπειών για τις ανθεκτικές λοιμώξεις.
Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)
- Είναι το νέο αντιβιοτικό διαθέσιμο στην Ελλάδα;
Όχι, το νέο αντιβιοτικό βρίσκεται σε αρχικό στάδιο έρευνας και ανάπτυξης. Απαιτούνται περισσότερες κλινικές δοκιμές για να διαπιστωθεί η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητά του και για να εγκριθεί η διάθεσή του στην αγορά.
- Πώς μπορώ να προστατευτώ από τις ανθεκτικές στα αντιβιοτικά λοιμώξεις;
Η καλύτερη προστασία είναι η πρόληψη. Πλένετε συχνά τα χέρια σας, ακολουθείτε τις συμβουλές του γιατρού σας σχετικά με τη χρήση αντιβιοτικών, και αποφεύγετε την αλόγιστη χρήση τους.
- Τι σημαίνει “ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA)”;
Ο MRSA είναι ένα στέλεχος του βακτηρίου Staphylococcus aureus που έχει αναπτύξει αντοχή σε πολλά κοινά αντιβιοτικά, συμπεριλαμβανομένης της μεθικιλλίνης. Μπορεί να προκαλέσει σοβαρές λοιμώξεις, ιδιαίτερα σε νοσοκομεία και γηροκομεία.