Szansa na nowe antybiotyki. Nowo odkryta cząsteczka wykazuje silne działanie przeciw lekoopornym bakteriom

Zespół kanadyjskich naukowców zidentyfikował cząsteczkę, która może rzucić wyzwanie nawet najbardziej opornym na leki bakteriom na planecie. Nowo odkryta molekuła może doprowadzić do powstania zupełnie nowej klasy antybiotyków, pierwszej od ponad 20 lat.

Szczepy bakterii, które rozwinęły oporność na działanie wielu powszechnie stosowanych antybiotyków, stają się coraz bardziej palącym problemem. Zostały one uznane przez WHO za rosnące zagrożenie dla światowego zdrowia. Znaczna część leków przeciwbakteryjnych, to odmiany związków odkrytych dziesiątki lat temu. Przez te lata, ze względu na powszechne stosowanie antybiotyków w rolnictwie, a także w opiece zdrowotnej, drobnoustroje mające częsty kontakt ze stosowanymi lekami nauczyły się ich unikać. Coraz większa liczba bakterii staje się oporna i rozprzestrzenia się po świecie.

Superbakterie, bo tak też nazywane są lekooporne drobnoustroje, zabijają blisko 1,3 miliona ludzi każdego roku. To szacunki z 2019 roku. Naukowcy uważają, że liczba ta będzie szybko rosnąć i wkrótce będą one odpowiadać ze więcej zgonów niż nowotwory. Dlatego znalezienie środka zwalczającego lekooporne bakterie jest jednym z największych wyzwań dla przemysłu farmaceutycznego. I być może właśnie to się udało. Naukowcy z McMaster University w Hamilton w Kanadzie odkryli molekułę, która atakuje szeroką gamę bakterii wywołujących choroby, nawet szczepy oporne na leki i do tego nie jest toksyczna dla ludzkich komórek.

Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-025-08723-7).

Lariocydyna

– Nasze stare leki stają się coraz mniej skuteczne, ponieważ bakterie stają się na nie coraz bardziej odporne – wyjaśnił Gerry Wright z McMaster University.

Odkryta cząsteczka atakuje bakterie w sposób inny niż inne antybiotyki. Lariocydyna, bo tak została nazwana, wiąże się bezpośrednio z bakteryjną fabryką produkującą białka, czyli z rybosomem, w zupełnie nowy sposób, hamując zdolność bakterii do wzrostu i przetrwania. Rybosom jest atrakcyjnym celem dla antybiotyków, ponieważ bakteriom nie przychodzi łatwo rozwijanie oporności na leki działające na jego strukturę.

Lariocydyna jest produkowana przez rodzaj bakterii o nazwie Paenibacillus. Naukowcy wyizolowali ją z próbki gleby pobranej z terenów McMaster University.

Odkrycie

Uczeni w poszukiwaniu nowych antybiotyków pobrali próbki gleby z różnych miejsc. Umieścili je na szalkach Petriego wraz z pożywką i pozwolili bakteriom glebowym rosnąć w laboratorium przez około rok. Zastosowanie takiej metody pozwoliło ujawnić nawet wolno rosnące gatunki, które w przeciwnym razie mogłyby zostać przeoczone. Jedna z tych bakterii, wspomniana już Paenibacillus, wytwarzała substancję, która miała silne działanie przeciwko innym bakteriom, także tym, które są zwykle oporne na antybiotyki.

– Kiedy odkryliśmy, w jaki sposób zabija inne bakterie, był to przełomowy moment – przyznał Manoj Jangra, adiunkt w laboratorium Wrighta.

Dalsze badania przesiewowe, sekwencjonowanie genomu i analizy strukturalne wykazały, że bakteria wytwarza cząsteczkę należącą do grupy peptydów tworzących węzeł w kształcie lassa. Peptydy te są znane z tego, że są wytrzymałe i prawdopodobnie mogą przetrwać nawet trawienie.

Obiecująca cząsteczka

Oprócz unikalnego sposobu działania i aktywności przeciwko bakteriom opornym na leki, naukowcy są optymistycznie nastawieni do lariocydyny, bo spełnia ona wiele właściwych kryteriów: nie jest toksyczna dla komórek ludzkich, nie jest podatna na istniejące mechanizmy oporności na antybiotyki, a także dobrze działa w zwierzęcym modelu zakażenia.

Lariocydyny została wykorzystana w badaniach z udziałem zakażonych Acinetobacter baumannii myszy. Acinetobacter baumannii jest oporna na karbapenemy, uważane za antybiotyki ostatniej szansy. Nieleczone myszy nie przeżyły dłużej niż 28 godzin po zakażeniu, ale leczone przeżyły i po 48 godzinach i miały niski poziom bakterii we krwi.

Z kolei w badaniach komórkowych lariocydyna spowolniła wzrost szeregu powszechnych patogenów bakteryjnych, w tym wielu szczepów opornych na wiele leków. Autorzy nie zaobserwowali żadnych dowodów toksyczności wobec komórek ludzkich.

Wright i jego zespół szukają teraz sposobów na modyfikację cząsteczki wytwarzanej przez Paenibacillus i produkcję jej w ilościach wystarczająco dużych, aby umożliwić badania kliniczne. – Początkowe odkrycie było dla nas zdumiewające, ale teraz zaczyna się prawdziwa, ciężka praca. Pracujemy teraz nad rozłożeniem tej cząsteczki i ponownym złożeniem jej, aby stała się lepszym kandydatem na lek – powiedział Wright.

Źródło: McMaster University, Nature, fot. McMaster University