طراحی مجدد آنتی بیوتیک‌ها برای غلبه بر باکتریهای مقاوم

مقاومت به آنتی بیوتیک یکی از جدی‌ترین تهدیدهای بهداشت عمومی در جهان است. فقط در ایالات متحده، سالانه دهها هزار مرگ ناشی از سویه‌های باکتری مقاوم در برابر دارو مانند استافیلوکوکوس اورئوس و انتروکوک فاسیوم، که می تواند باعث عفونت‌های مزمن شوند و قابل درمان نیست اتفاق می‌افتد.

به گزارش ایسنا و به نقل از تکنولوژی نتورکس، اخیرا تعداد کمی از آنتی بیوتیک‌های جدید برای مقابله با عفونت‌هایی که نسبت به درمان های سنتی مقاوم شده‌اند تولید شده است اما عرضه هر داروی جدید ممکن است دهها سال طول بکشد.

محققان دانشگاه کالیفرنیا، سان‌فرانسیسکو اخیرا در حال مقابله با مقاومت آنتی بیوتیکی با استفاده از روش جدید هستند و روش آنها طراحی مجدد مولکول‌های آنتی بیوتیک‌های موجود برای فرار از مکانیسم‌های مقاومت باکتری است.

محققان با ابداع مجموعه‌ای از "قطعات مولکولی لگو" که می‌توانند تغییر داده شده و به هم متصل شوند و مولکول‌های بزرگتری را تشکیل دهند، آنچه که آنها امیدوارند اولین مورد از "بازسازی" داروهایی باشد که به دلیل مقاومت آنتی بیوتیکی دسته بندی شده‌اند، ایجاد کرده‌اند.

دکتر "ایان سیپل"(Ian Seiple) محقق این مطالعه گفت: هدف این است که گروه‌هایی از داروها مجدا ایجاد شوند که نتوانسته‌اند توانایی بالقوه خود را بدست آورند. اگر بتوانیم چنین کاری کنیم، نیازی به تهیه مداوم داروهای جدید که می‌توانند با باکتری‌های مقاوم مبارزه کنند نداریم. طراحی مجدد داروهای موجود می‌تواند ابزاری مهم و کاربردی باشد.

بنابراین سیپل و همکاراش طی این مطالعه این کار را با یک گروه آنتی بیوتیک به نام "استرپتوگرامین‌ها"(Streptogramin) انجام دادند. تا همین اواخر، استرپتوگرامین‌ها در برابر عفونت‌های استافیلوکوکوس اورئوس بسیار موثر بودند تا زمانی که باکتری‌ها یک مکانیسم مقاومت هوشمندانه ایجاد کردند. استرپتوگرامین‌ها با جمع آوری کارهای موجود در ریبوزوم باکتری، باکتری‌ها را از کار می‌اندازند و ساخت پروتئین را برای باکتری‌ها غیرممکن می‌سازند. اما باکتری‌های مقاوم در برابر استرپتوگرامین‌ها پروتئینی به نام Vats"" تولید می‌کنند که با ورود به سلول باکتری این آنتی بیوتیک‌ها را تشخیص می‌دهند. " Vats " قبل از اتصال به ریبوزوم، دارو را گرفته و آن را به طور شیمیایی غیرفعال و آن را بی فایده می‌کند.

استرپتوگرامین‌ها، مانند اکثر آنتی بیوتیک‌های دیگر، از ترکیبات آنتی بیوتیکی طبیعی تولید شده توسط ارگانیسم‌های دیگر (معمولا باکتری‌ها) گرفته می‌شوند و سپس برای بهینه سازی عملکرد آنها در بدن انسان، اصلاح می‌شوند. سیپل دریافت که باید راهی برای ایجاد تغییرات بیشتر در مولکول دارو وجود داشته باشد که به آن اجازه می‌دهد از پروتئین‌های Vat فرار کند. سیپل به جای اصلاح ساختارهای موجود، در صدد ساخت استرپتوگرامین‌های جدید از ابتدا بود. محققان برای سهولت روند ساخت و ساز، هفت ماژول مولکولی ایجاد کردند که می‌تواند در صورت لزوم اصلاح شود تا مجموعه‌ای از تغییرات در مولکول استرپتوگرامین ایجاد شود.

سیپل گفت: این روش به ما اجازه می‌دهد تا بلوک‌های ساختمانی دارو را به طریقی دستکاری کنیم که در طبیعت امکان پذیر نباشد. این به ما یک مسیر کارآمد برای مهندسی مجدد این مولکول ها از ابتدا می‌دهد.

محققان دریافتند که دو مورد از هفت بلوک ساختاری این دارو پتانسیل بالایی برای اصلاح دارد. آنها با آزمایش بر روی آنها انواع مختلفی از دارو را ایجاد کردند که حاوی اصلاحاتی در آن مناطق بود و دریافتند که این تغییرات در دهها سویه باکتری بیماری زا فعالیت دارند. محققان همچنین امیدوار کننده ترین گزینه خود را در برابر استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به استرپتوگرامین در موش های آلوده آزمایش کردند و دریافتند که این ماده بیش از 10 برابر از سایر آنتی بیوتیک های استرپتوگرامین موثرتر است. سیپل اشاره می کند که دانش به دست آمده از طریق این آزمایش های مشترک می‌تواند برای اصلاح بسیاری از آنتی بیوتیک‌های دیگر استفاده شود.