"Eine einfache Modifikation" könnte helfen, Antibiotika gegen Resistenzen einzusetzen

By | 7 November 2018

Wissenschaftler haben einen einfachen Weg entwickelt, um Antibiotika zu verändern, der sie gegen Infektionen durch arzneimittelresistente Mikroben wirkungsvoller machen könnte.

Eine einfache chemische Modifikation könnte die Wirksamkeit von Antibiotika im Kampf gegen mikrobielle Resistenzen erhöhen

Eine einfache chemische Modifikation könnte die Wirksamkeit von Antibiotika im Kampf gegen mikrobielle Resistenzen erhöhen

Die Methode machte das Vancomycin-Antibiotikum gegen zwei Bakterienstämme, die arzneimittelresistent geworden waren, viel wirksamer.

Die Forscher schlagen vor, dass die einfache Chemie, die an der Modifikation des Arzneimittels beteiligt ist, auch auf andere Antibiotika und sogar Krebsmedikamente angewendet werden kann.

Ein Artikel über die "Biokonjugat-Technik" erscheint jetzt in der Zeitschrift Nature Chemistry.

"Typischerweise", sagt der leitende Studienautor Bradley L. Pentelute, Associate Professor für Chemie am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, "würde es viele Schritte dauern, um Vancomycin so zu erhalten, dass Sie es anhängen können etwas anderes, aber wir müssen nichts mit den Medikamenten machen ».

Er erklärt weiter, dass sie das Medikament mit einem antimikrobiellen Peptid vermischt und eine "Konjugationsreaktion" erhalten haben.

Er und andere Mitarbeiter des MIT arbeiteten an der Studie mit Kollegen der Yale University in New Haven, CT, und mit dem Biotechnologieunternehmen Visterra, das ebenfalls in Cambridge, MA, ansässig ist.

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Antibiotikaresistenz

Antibiotikaresistenz entsteht, weil jedes Mal, wenn jemand ein Antibiotikum einnimmt, eine kleine Population von natürlich resistenten Mikroben überlebt. Resistenzen verbreiten sich nicht nur, weil resistente Keime vorherrschen, sondern auch, weil sie ihre Resistenz mit anderen Mikroben teilen.

Ein in 2016 veröffentlichter globaler Bericht ergab, dass aufgrund der erhöhten Antibiotikaresistenz ein Risiko von rund 10 Millionen Leben pro Jahr besteht.

Wissenschaftler vermuten, dass das Blattökosystem eines Unkrauts neue Medikamente produzieren könnte, nachdem dort eine neue Art von Antibiotika gefunden wurde.

Ohne wirksame Antibiotika könnten viele medizinische Eingriffe, einschließlich Kaiserschnitt, Darmoperationen, Chemotherapie und Gelenkersatz, ein so hohes Infektionsrisiko darstellen, dass sie "zu gefährlich" werden, um durchgeführt zu werden.

Infektionen aufgrund von Keimen, die gegen Antibiotika resistent geworden sind, sind sehr schwer zu behandeln und in einigen Fällen unmöglich zu behandeln. Alternative Behandlungen kosten tendenziell mehr und haben schlimmere Nebenwirkungen.

Menschen mit diesen Infektionen müssen oft länger im Krankenhaus bleiben und brauchen mehr Arztbesuche.

'Mango' um kleine Proteine ​​zu binden

Die Chemie der neuen Methode ergab sich aus einer früheren Entdeckung, dass die Aminosäure Selenocystein als "Schleife" fungieren kann, um Arzneimittel aus kleinen Molekülen wie Vancomycin an kleine Proteine ​​zu binden, die als antimikrobielle Peptide bezeichnet werden und Teil der meisten Immunabwehrmaßnahmen sind. von Organismen.

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Als sie die Methode verwendeten, um die Peptide an Vancomycin zu binden, stellten die Wissenschaftler fest, dass sie durchweg an dieselbe Stelle im Antibiotikum gebunden waren und Moleküle produzierten, die chemisch identisch waren.

Bestehende Ansätze zur Herstellung solcher Moleküle wären nicht in der Lage, eine solche Reinheit zu erreichen, und würden mehr als ein Dutzend Schritte erfordern, um Vancomycin herzustellen, um an Peptiden zu haften, stellen die Forscher fest.

Sie testeten mehrere "Konjugate" von Vancomycin in Kombination mit mehreren verschiedenen antimikrobiellen Peptiden, darunter eines mit der Bezeichnung Dermaseptin.

Die Tests zeigten, dass die Kombination von Vancomycin mit Dermaseptin das Antibiotikum gegen das infektiöse Bakterium Enterococcus faecalis fünfmal wirksamer machte.

E. faecalis ist ein Stamm von Enterococcus, einer Bakteriengattung, die zu einer wichtigen Infektionsursache im Gesundheitswesen geworden ist. Die Harnwegsinfektionen Dies sind die häufigsten Arten von Infektionen, die durch diese Bakterien verursacht werden, und der "rasche Anstieg" ihrer Vancomycin-Resistenz war ein besonderes Anliegen für Mediziner.

Wertvolle Technik für die Community

Darüber hinaus stellte das Team fest, dass Vancomycin in Kombination mit einem anderen antimikrobiellen Peptid namens RP-1 Acinetobacter baumannii abtötet, gegen das Vancomycin allein keine Wirkung hat. A. baumannii ist auch sehr resistent gegen Medikamente und ist eine häufige Ursache für Infektionen im Zusammenhang mit der medizinischen Versorgung.

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Tests mit anderen 30-Molekülen, einschließlich Resveratrol und Serotonin, legen nahe, dass der Ansatz Peptide leicht mit praktisch jedem organischen Molekül verknüpfen kann, das den „richtigen Typ eines elektronenreichen Rings“ aufweist, so die Forscher.

Sie weisen jedoch darauf hin, dass sie die Sicherheit modifizierter Medikamente nicht nachweisen konnten.

Sie schlagen vor, dass ihre Methode auch auf andere Arten von Medikamenten angewendet werden könnte; Befestigen Sie beispielsweise Antikörper an Krebsmedikamente, um bestimmte Ziele zu erreichen, ohne gesundes Gewebe zu schädigen.

Die Autoren schließen daraus:

"Angesichts dieser Ergebnisse glauben wir, dass unsere Chemie eine wertvolle Biokonjugat-Technik für die Gemeinschaft sein wird und zur Erzeugung therapeutischer konjugierter Moleküle führen kann."


[Titel erweitern = »Referenzen«]

  1. Eine chemoselektive Strategie zur späten Funktionalisierung komplexer kleiner Moleküle mit Polypeptiden und Proteinen https://www.nature.com/articles/s41557-018-0154-0
  2. ADRESSIERUNG VON WELT-DROGEN-INFEKTIONEN: ABSCHLUSSBERICHT UND EMPFEHLUNGEN https://amr-review.org/sites/default/files/160518_Final%20paper_with%20cover.pdf
  3. Enterokokken-Krankheit, Epidemiologie und Auswirkungen auf die Behandlung https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK190429/

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Verfasserin: Tamara Villos Lada

Tamara Villos Lada, studierte und arbeitete 12 Jahre als Medical Coder in einem großen Krankenhaus in England. Sie hat bei der Australian Health Information Management Association studiert und eine internationale Zertifizierung erhalten. Ihre Leidenschaft hat etwas mit Medizin und Chirurgie zu tun, einschließlich seltener Krankheiten und genetischer Störungen, und sie ist alleinerziehende Mutter eines Kindes mit Autismus und Stimmungsstörung.

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