A Manchesteri Egyetem kutatói felfedezték a baktériumokban található főbb alkotóenzimek manipulálásának új módját, amely az antibiotikum-kezelések új generációja előtt kövezheti ki az utat - írja a Phys.org az új kutatásról.

A tudósok új utat fedeztek fel a komplex antibiotikumok előállítására, kihasználva a génszerkesztést, hogy újraprogramozták a jövőbeli gyógyszerek hatásmechanizmusát. Az áttörés jelentőségét az adja, hogy égető szükség van az antimikrobiális rezisztencia leküzdéséhez új antibiotikumokra egyes betegségek kezeléséhez és a jövőbeli világjárványok leküzdéséhez.

Kapcsolódó

A Nature Communications című folyóiratban ma közzétett új kutatás leírja, hogyan lehet a CRISPR-Cas9 génszerkesztéssel új, klinikailag fontos antibiotikumokat szállító nemriboszomális peptidszintetáz (NRPS) enzimeket létrehozni. Az NRPS-enzimek természetes antibiotikumok, például a penicillin termelői. Eddig azonban komoly kihívást jelentett ezeknek a komplex enzimeknek a manipulálása, hogy új és hatékonyabb antibiotikumokat állítsanak elő.

Az Egyesült Királyság kormánya szerint az antimikrobiális rezisztenciás baktériumok okozta fertőzések becslések szerint évente 700 000 halálesetet okoznak világszerte, és 2050-re várhatóan 10 millió áldozatot követelnek majd évente. A világgazdaságnak ez 100 000 milliárd dolláros kárt okozhat. Az antibiotikum-rezisztens baktériumok az ENSZ fenntartható fejlődési céljai közül többet is veszélyeztet, mivel 2050-re további 28 millió ember kényszerülhet mélyszegénységbe, ha nem sikerül hatásos kezelési módokat találni.

A manchesteri kutatócsoport szerint a génszerkesztési módszert jobb antibiotikumok előállítására lehetne felhasználni, és esetleg új kezelések kifejlesztéséhez vezethetne, amelyek segítenék a jövőben a gyógyszerrezisztens kórokozók és betegségek elleni küzdelmet.

Az antibiotikumoknak ellenálló kórokozók megjelenése az egyik legnagyobb fenyegetés, amellyel napjainkban szembe kell néznünk

- magyarázta a kutatás jelentőségét Jason Micklefield, a manchesteri Biotechnológiai Intézet (MIB) kémiai biológia professzora.

"Az általunk kifejlesztett génszerkesztési megközelítés egy nagyon hatékony és gyors módja annak, hogy olyan összetett enzimeket tervezzünk, amelyek képesek új, potenciálisan jobb tulajdonságokkal rendelkező antibiotikum-szerkezeteket előállítani" - ismertette az eredményeket.

A környezetünkben élő mikroorganizmusok, például a talajlakó baktériumok olyan nemriboszomális peptidszintetáz enzimeket (NRPS) fejlesztettek ki, amelyek az aminosavakat peptidtermékekké állítják össze, amelyek gyakran igen erős antibiotikus hatással rendelkeznek. A klinikumban ma használt, terápiás szempontból legfontosabb antibiotikumok közül sok ezekből az NRPS-enzimekből származik (pl. penicillin, vancomycin és daptomycin).

Sajnos egyre több olyan halálos kórokozó jelenik meg, amelyek rezisztensek ezekkel a létező antibiotikumokkal szemben. Az egyik megoldás az lehet, hogy olyan új, továbbfejlesztett tulajdonságokkal rendelkező antibiotikumokat hozunk létre, amelyek képesek kikerülni a kórokozók rezisztencia-mechanizmusait. A nemriboszomális peptid antibiotikumok azonban nagyon összetett szerkezetűek, amelyeket nehéz és drága a szokásos kémiai módszerekkel előállítani. A manchesteri kutatók megoldása ezzel szemben nagyon olcsó és gyors módszer.

"Most már képesek vagyunk génszerkesztéssel célzott változásokat bevezetni a komplex NRPS enzimekbe, lehetővé téve alternatív aminosav-előanyagok beépítését a peptidszerkezetekbe. Bízunk abban, hogy új megközelítésünk új utakat mutathat a továbbfejlesztett antibiotikumok előállításához, amelyekre sürgősen szükség van az újonnan megjelenő, gyógyszerrezisztens kórokozók elleni küzdelemben" - tette hozzá Micklefield.