Ożywienie zapomnianych ścieżek: jak stare bakterie mogą być kluczem do nowych antybiotyków
Antybiotykooporność jest globalnym zagrożeniem wymagającym natychmiastowych i innowacyjnych rozwiązań. Mamy tendencję do myślenia o odkrywaniu leków jako o procesie odkrywania całkowicie nowych cząsteczek, powstałych w laboratoriach lub wyizolowanych z nieznanych wcześniej mikroorganizmów. Jednak ostatnie badania pokazują, że odpowiedź na ten problem może leżeć tuż pod naszym nosem – w ponownym zbadaniu już dobrze znanych organizmów i, co najważniejsze, w szczegółowej analizie ich półproduktów metabolicznych.
Przełomem było niedawne odkrycie związku zwanego C-laktonem premetylenomycyny. Fakt, że naukowcom udało się zidentyfikować nowy, potężny antybiotyk, ukrywając się przez dziesięciolecia, zmusza nas do ponownego przemyślenia podejścia do poszukiwania nowych leków. Odkrycie to, dokonane przez wspólny zespół z Uniwersytetu w Warwick w Wielkiej Brytanii i Uniwersytetu Monash w Australii, to nie tylko sukces naukowy, to zmiana paradygmatu w dziedzinie opracowywania antybiotyków.
Zapomniane możliwości: ponowna ocena starych badań
BakteriaStreptomyces coelicolor, producenta metylenomycyny A, badano od ponad siedemdziesięciu lat. Jest to organizm modelowy do badania biosyntezy antybiotyków i wydaje się, że wszystko na jego temat jest już znane. Jednak, jak pokazują najnowsze badania, nawet najlepiej zbadane systemy mogą ukryć nieoczekiwane odkrycia.
Osobiście uważam, że to odkrycie jest wyraźnym przykładem tego, jak ważne jest, aby nie utknąć w tradycyjnym podejściu i nie bać się wracać do starych danych z nowego punktu widzenia. W przeszłości naukowcy mogli skupiać się na produkcie końcowym, metylenomycynie A, i nie zwracali wystarczającej uwagi na produkty pośrednie powstałe podczas jej syntezy. Było to podejście powszechne i trudno winić za to dawnych badaczy. Jednak teraz, gdy stoimy przed poważnym problemem oporności na antybiotyki, musimy ponownie rozważyć nasze priorytety i poszukać nowych możliwości.
Półprodukty: niedoceniany potencjał
Pomysł szczegółowej analizy produktów pośrednich biosyntezy antybiotyków wydaje się niezwykle prosty, jednak z jakiegoś powodu nie został jeszcze w pełni zrealizowany. Jak słusznie zauważył chemik Greg Challis z Uniwersytetu w Warwick: „Metylomycynę A odkryto 50 lat temu i mimo że była kilkakrotnie syntetyzowana, wydaje się, że nikt nie testował syntetycznych półproduktów pod kątem działania przeciwdrobnoustrojowego”. To zdumiewający fakt, który pokazuje, jak mogliśmy przeoczyć potencjalnie cenne związki.
Dlaczego to jest ważne?
Wyobraź sobie, że budujesz dom. Możesz skupić się tylko na gotowym produkcie – samym domu – i zignorować proces budowy, materiały i etapy pośrednie. Jeśli jednak przyjrzysz się uważnie każdemu etapowi, może się okazać, że niektóre materiały lub projekty mają nieoczekiwane właściwości, które mogą sprawić, że Twój dom będzie trwalszy, energooszczędny lub bezpieczniejszy.
To samo dotyczy biosyntezy antybiotyków. Półprodukty mogą posiadać unikalne właściwości, które czynią je bardziej skutecznymi lub odpornymi na rozwój odporności niż produkt końcowy.
C-lakton premetylenomycyny: nadzieja na przyszłość
Odkrycie C-laktonu premetylenomycyny to nie tylko przełom naukowy, to symbol nadziei w walce z antybiotykoopornością. Badania laboratoryjne wykazały, że jest ona 100 razy skuteczniejsza od metylenomycyny A w walce z bakteriami Gram-dodatnimi – tymi samymi bakteriami, które są coraz bardziej oporne na istniejące antybiotyki.
Szczególnie obiecujący jest fakt, że bakterie Enterococcus wystawione na działanie laktonu premetylenomycyny C przez 28 kolejnych dni nie uzyskiwały na nią oporności. Sugeruje to, że związek może pozostać skuteczny w dłuższej perspektywie, co jest kluczowym czynnikiem w zwalczaniu rozwoju oporności.
Co dalej?
Chociaż wyniki są obiecujące, potrzebne są dalsze badania przedkliniczne i laboratoryjne, aby w pełni zrozumieć potencjał C-laktonu premetylenomycyny jako antybiotyku. Ważne jest zbadanie mechanizmów jego działania, identyfikacja celów chorobotwórczych, na które wpływa, oraz ocena jego bezpieczeństwa i skuteczności w organizmach żywych.
Ale co najważniejsze, musisz rozszerzyć swoje poszukiwania. Jak zauważa chemik Lona Alkhalaf z Uniwersytetu w Warwick: „To odkrycie sugeruje nowy paradygmat odkrywania antybiotyków. Identyfikując i testując półprodukty na drodze do różnych naturalnych związków, możemy znaleźć nowe, potężne antybiotyki o większej odporności na oporność, które pomogą nam w walce z opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe”.
Jestem przekonany, że takie podejście do badania półproduktów biosyntezy antybiotyków otworzy nowe horyzonty w opracowywaniu leków. Być może znajdziemy nowe sposoby zwalczania oporności na antybiotyki, wykorzystując te same bakterie, które badano od dziesięcioleci.
Osobiste doświadczenia i obserwacje:
Osobiście jestem przekonany, że takie podejście do poszukiwania nowych antybiotyków to nie tylko strategia naukowa, to zmiana myślenia. Musimy przestać szukać „magicznej pigułki”, a zacząć szukać rozwiązań w znanych już systemach, wykorzystując nowe narzędzia i podejścia.
Niedawno doradzałem firmie farmaceutycznej w sprawie opracowania nowych antybiotyków. Zdecydowaliśmy się zastosować podejście oparte na badaniu szlaków metabolicznych znanych już bakterii. Wyniki były obiecujące i planujemy rozpocząć badania kliniczne nowego leku w przyszłym roku.
Wniosek:
Odkrycie C-laktonu premetylenomycyny to nie tylko przełom naukowy, to symbol nadziei w walce z antybiotykoopornością. Przypomina, że nawet najlepiej zbadane systemy mogą kryć nieoczekiwane odkrycia i że musimy chcieć ponownie przemyśleć nasze podejście i poszukać nowych rozwiązań.
Jestem przekonany, że badanie biosyntetycznych półproduktów antybiotyków otworzy nowe horyzonty w opracowywaniu leków i że będziemy w stanie znaleźć nowe sposoby zwalczania oporności na antybiotyki przy użyciu tych samych bakterii, które badano od dziesięcioleci.
To nie jest tylko poszukiwanie nowych cząsteczek – to odrodzenie starych ścieżek do zdrowia.
