ساخت آنتی‌بیوتیک‌های جدید برای مقابله با مقاوم‌ترین باکتری‌ها

به گزارش خبرنگار علم و فناوری آنا، محققان دانشگاه زوریخ و یک شرکت داروسازی ساختار شیمیایی نوعی پپتید طبیعی به نام «تاناتین» را دوباره مهندسی کردند تا طبقه جدیدی از آنتی‌بیوتیک‌ها را بسازند که قادر به مبارزه با باکتری‌های مقاوم هستند.

آنها با انجام آزمایش‌هایی روی موش‌ها، نشان دادند این پپتید‌های مصنوعی که در برابر ایمنی باکتریایی اثربخش، ایمن و مقاوم هستند، ظرفیت تولید نوع جدیدی از آنتی‌بیوتیک را که می‌تواند با سویه‌های مقاوم مبارزه کند، دارند.

در حالی که جامعه پزشکی جهان نیاز جدی به آنتی‌بیوتیک‌های جدید برای مبارزه با باکتری‌های مقاوم دارند، گروهی از دانشمندان دانشگاه زوریخ و شرکت Spexis ساختار شیمیایی پپتید‌های طبیعی یافت شده را برای ساخت مواد ضد میکروبی که به اهداف جدیدی در متابولیسم باکتریایی می‌چسبند، مهندسی دوباره کرده‌اند.

سالانه بیش از پنج میلیون نفر در سراسر جهان در برابر باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک جان خود را از دست می‌دهند. تولید آنتی‌بیوتیک‌های جدید برای تضمین درمان موفقیت‌آمیز عفونت‌های باکتریایی در بیماران بسیار ضروری است.

«اولیور زربه» استاد شیمی و رئیس مرکز NMR در دانشگاه زوریخ می‌گوید: خط تولید توسعه آنتی‌بیوتیک‌های جدید تقریباً خالی است. بیش از ۵۰ سال از تأیید آخرین آنتی‌بیوتیک‌ها علیه مولکول‌های هدف استفاده‌نشده قبلی، می‌گذرد.

این محققان این روز‌ها در حال توسعه یک طبقه بسیار مؤثر از آنتی‌بیوتیک‌ها هستند که به روشی جدید با باکتری‌های گرم-منفی مبارزه می‌کنند. سازمان جهانی بهداشت این گروه از باکتری‌ها را به‌عنوان بسیار خطرناک طبقه‌بندی می‌کند؛ باکتری‌هایی که به خاطر غشای دولایه سلولی‌شان مقاومت بالایی دارند مانند انتروباکتری‌های مقاوم به کارباپنم.

دانش‌پژوهان از یک پپتید طبیعی به نام تاناتین استفاده کرده که حشرات از آن برای دفع عفونت‌ها استفاده می‌کنند. تاناتین پل مهم انتقال لیپوپلی ساکارید را بین غشای خارجی و داخلی باکتری‌های گرم منفی مختل می‌کند. در نتیجه، این متابولیت‌ها در داخل سلول‌ها جمع می‌شوند و باکتری‌ها از بین می‌روند. با این حال، تاناتین قابلیت داروی آنتی‌بیوتیک شدن را ندارد؛ چراکه اثربخشی کمی دارد و باکتری‌ها به‌سرعت در برابر آن مقاوم می‌شوند. بنابراین، محققان ساختار شیمیایی تاناتین را اصلاح کردند تا ویژگی‌های پپتید را افزایش دهند.

برای انجام این کار، تحلیل‌های ساختاری ضروری بود. آنها اجزای مختلف پل انتقال باکتری را به‌صورت مصنوعی مونتاژ و سپس از تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) برای تجسم محل و نحوه اتصال تاناتین به پل انتقال و اختلال در آن استفاده کردند. با استفاده از این اطلاعات، محققان شرکت داروسازی Spexis AG اصلاحات شیمیایی را که برای تقویت اثرات ضد باکتریایی پپتید ضروری بود، برنامه‌ریزی کردند. همچنین جهش‌های بیشتری برای افزایش پایداری مولکول نیز انجام شد. سپس پپتید‌های مصنوعی ساخته شده را روی موش‌های مبتلابه عفونت‌های باکتریایی آزمایش کردند و دریافتند آنتی‌بیوتیک‌های جدید به‌ویژه برای درمان عفونت‌های ریه بسیار مؤثرند.

دانش‌پژوهان همچنین در برابر انتروباکتری‌های مقاوم به کارباپنم که اکثر آنتی‌بیوتیک‌های دیگر با شکست مواجه می‌شوند، بسیار مؤثر واقع شدند. علاوه بر این، پپتید‌های تازه توسعه یافته برای کلیه‌ها سمی یا مضر نیستند و ثابت کردند که در خون در مدت طولانی‌تری پایدار می‌مانند. همه اینها خواصی هستند که برای کسب تأییدیه به‌عنوان یک دارو ضروری هستند. با این حال، قبل از شروع اولین آزمایش‌ها روی انسان، مطالعات پیش بالینی بیشتری مورد نیاز است.

نتایج این تحقیقات در تازه‌ترین شماره نشریه Science Advances منتشر شده است.