Antibiootit ovat luotettavia aseita monen tyyppisiä bakteeritauteja vastaan, mutta kasvava vastustuskyky lääkkeille on suuri ongelma. "Patogeenit saavat vastustuskykyä nopeammin kuin voimme ottaa käyttöön uusia antibiootteja, ja tämä aiheuttaa ihmisten terveyskriisin", kertoo Kokemuksen yliopiston biokemisti Kim Lewis.
Lewis on osa joukkuetta, joka julkisti äskettäin lupaavan antibiootin, syntynyt uudella tavalla hyödyntää maaperän mikro-organismien voimia. Eläinkokeissa teixobaktiini osoittautui tehokkaaksi tappamaan monenlaisia sairauksia aiheuttavia bakteereja - jopa sellaisia, jotka ovat kehittäneet immuniteetin muille lääkkeille. Tutkijoiden parhaimmat pyrkimykset luoda mutanttisia bakteereja, joilla on resistenssi lääkkeelle, epäonnistuivat, mikä tarkoittaa, että teixobaktiini voisi toimia tehokkaasti vuosikymmenien ajan ennen kuin patogeenit luonnollisesti kehittyvät sille vastustuskykyä vastaan.
1900-luvun "antibioottikausi" otti käyttöön laajalti onnistuneen, kohdennetun toiminnan sairauksia aiheuttavien bakteerien torjumiseksi. Penisilliinin ja streptomysiinin kaltaisista lääkkeistä tuli kotitalouksien nimiä, ja miljoonat ihmiset hyötyivät niistä.
Mutta laaja käyttö ja väärinkäyttö, kuten potilaat, jotka eivät ota lääkkeitä oikein, tarkoittivat, että bakteerit aloittivat ylitöitä kehittääkseen resistenssiä antibiooteille. Nyt jotkut taudinaiheuttajat, mukaan lukien jotkut tuberkuloosikannot, ovat resistenttejä kaikille käytettävissä oleville antibiooteille. Koska resistenssi voi kehittyä nopeasti, lääkkeiden kehittämisen korkeilla kustannuksilla ei pidetä olevan pitkäaikaista arvoa, ja markkinoille on tulossa vähemmän uusia antibiootteja.
Osana ongelmaa on ollut vaikeuksia kasvattaa lupaavimpia ehdokkaita laboratoriossa. Maaperäisistä bakteereista ja sienistä peräisin olevat luonnolliset mikrobiset aineet ovat olleet viimeisen vuosisadan aikana useimpien antibioottien kehittämisen perimmäinen perusta. Mutta vain noin prosentti näistä organismeista voidaan kasvattaa laboratoriossa. Loput, uskomattomina lukuina, ovat tähän asti olleet kulttuurittomia ja rajoitetusti hyödynnettäviä lääketieteessä.
Lewis ja hänen tiiminsä päättivät erilaisen lähestymistavan. "Sen sijaan, että yrittäisimme selvittää ihanteelliset olosuhteet jokaiselle miljoonalle ympäristössä olevalle organismille, jotta ne voisivat kasvaa laboratoriossa, me vain kasvatamme niitä luonnollisessa ympäristössä, jossa heillä on jo olosuhteet kasvun tarve ”, hän sanoo.
Tätä varten ryhmä suunnitteli välineen, joka kerrostaa maaperänäytteen kahden kalvon väliin. Kukin rei'itetty huokosilla, jotka sallivat ravinteiden kaltaisten molekyylien leviämisen läpi, mutta eivät salli solujen läpikulkua. "Käytämme sitä vain huijataksesi bakteerit ajattelemaan, että ne ovat luonnollisessa ympäristössään", Lewis sanoo.
Ryhmä eristi 10 000 viljelmättömän maaperäbakteerikantaa ja valmisti niistä uutteita, jotka voitiin testata inhottavia patogeenisiä bakteereja vastaan. Teixobaktiini nousi lupaavimmaksi lääkkeeksi. Hiiriä, jotka oli infektoitu bakteereilla, jotka aiheuttavat ylempien hengitysteiden infektiot (mukaan lukien S. aureus tai Streptococcus pneumoniae ), hoidettiin teixobaktiinilla, ja lääke tiputti infektiot ilman havaittavia toksisia vaikutuksia.
On todennäköistä, että teixobaktiini on tehokasta, koska se kohdistuu sairauteen: Lääke hajottaa bakteerisolujen seinät hyökkäämällä solun orgaanisesti tuottamiin lipidimolekyyleihin. Monet muut antibiootit kohdistuvat bakteerien proteiineihin, ja näitä proteiineja koodaavat geenit voivat mutatoitua tuottamaan erilaisia rakenteita. Tämä tarkoittaa, että lääkkeen hyökkäys ei ole aina tehokasta, joten jotkut sitkeät bakteerit voivat selviytyä auttaakseen lopulta rakentamaan vastustuskykyistä kantaa.
Yksi olemassa oleva antibiootti, joka kohdistuu myös lipidisolujen seinämän esiasteisiin, vankomysiini, toimi tehokkaasti lähes 40 vuotta ennen kuin bakteerit kehittyivät resistenssiin. Uusi yhdiste on suojattu huomattavasti paremmin vastustuskyvyltä kuin vankomysiini, joten sen tehokkuus voi olla erittäin pitkä, tiimi raportoi tänään Nature- lehdessä.
Nykyään teixobaktiini voi parantaa hiirten infektioita, mikä on hyvä alku, ja lääke on ehkä kahden vuoden päässä kliinisten testien aloittamisesta, jotka voivat johtaa hyväksymiseen ihmisten hoidossa. Ja lupaava se voi olla, että teixobaktiini edustaa vain jäävuoren huippua, Lewis sanoo. Kuka tietää, mitä voi löytyä monien miljoonien viljelmättömien maaperäbakteerilajien joukosta?
"Se on valtava lähde uusia antibioottiyhdisteitä", Lewis sanoo. ”Voit kuvitella kaikenlaisia yhdisteitä, joita siellä voisi olla ja jotka voisivat tehdä kaikenlaisia asioita. Jopa maaperäisistä mikro-organismeista saatuja yhdisteitä on käytetty antibioottien lisäksi myös syöpälääkkeiden, immunosuppressanttien ja tulehduskipulääkkeiden kehittämiseen. Joten todella, nämä bakteerit ovat erittäin hyviä antibioottien valmistuksessa, mutta on ehdottomasti monia muita lääkkeitä, joita ne voivat myös valmistaa. "
