Čini se da potpuno novi antibiotik koji je razvijen na Sveučilištu Rockefeller korištenjem računalnih modela proizvoda bakterijskih gena ubija čak i bakterije koje su otporne na druge antibiotike.
Prema studiji objavljenoj u časopisu Science, lijek, poznat kao cilagicin, učinkovit je kod miševa i koristi novi mehanizam za borbu protiv MRSA, C. diff i brojnih drugih opasnih infekcija.
Nalazi upućuju na to da se računalni modeli mogu koristiti za razvoj nove klase antibiotika. “Ovo nije samo cool nova molekula, to je potvrda novog pristupa otkrivanju lijekova”, kaže Sean F. Brady iz Rockefellera.
“Ova je studija primjer računalne biologije, genetskog sekvencioniranja i sintetičke kemije koji se udružuju kako bi otkrili tajne evolucije bakterija.”
Bakterije su provele milijarde godina izmišljajući nove metode međusobnog ubijanja, stoga ne čudi da su mnogi naši najjači antibiotici potjecali od bakterija.
S iznimkom penicilina i nekoliko drugih istaknutih antibiotika koji potječu iz gljivica, većinu antibiotika bakterije su prvo upotrijebile kao oružje za borbu protiv drugih bakterija.
“Eoni evolucije dali su bakterijama jedinstvene načine da se uključe u rat i ubijaju druge bakterije, a da njihovi neprijatelji ne razviju otpornost”, kaže Brady, profesor Evnin i voditelj Laboratorija za genetski kodirane male molekule.
Otkriće antibiotika nekoć se uglavnom sastojalo od znanstvenika koji su uzgajali bacile u laboratoriju i punili njihove tajne u boce za liječenje ljudskih bolesti, ali s porastom broja bakterija otpornih na antibiotike, postoji hitna potreba za novim aktivnim spojevima – i možda nam ponestaje bakterija koje je lako iskoristiti.
Neopisiv broj antibiotika, međutim, vjerojatno je skriven unutar genoma tvrdoglavih bakterija koje je teško ili nemoguće proučavati u laboratoriju. “Mnogi antibiotici dolaze iz bakterija, ali većina bakterija ne može se uzgojiti u laboratoriju”, kaže Brady. “Slijedi da vjerojatno propuštamo većinu antibiotika.”
Novi skup antibiotika
Frustrirani svojom nesposobnošću da otključaju mnoge klastere bakterijskih gena, Brady i kolege okrenuli su se algoritmima. Razdvajanjem genetskih uputa unutar sekvence DNK, moderni algoritmi mogu predvidjeti strukturu spojeva sličnih antibioticima koje bi proizvela bakterija s tim sekvencama.
Organski kemičari zatim mogu uzeti te podatke i sintetizirati predviđenu strukturu u laboratoriju. To možda nije uvijek savršeno predviđanje. “Molekula koju dobijemo je vjerojatno, ali ne nužno, ono što bi ti geni proizveli u prirodi”, kaže Brady.
“Ne brinemo se ako nije točno – trebamo samo da sintetička molekula bude dovoljno blizu da djeluje slično spoju koji je evoluirao u prirodi.” Međutim, osim kliničkih implikacija cilagicina, studija pokazuje skalabilnu metodu koju bi istraživači mogli koristiti za otkrivanje i razvoj novih antibiotika.
“Ovaj rad je vrhunski primjer onoga što se može naći skriveno unutar klastera gena”, kaže Brady. “Mislimo da sada možemo otključati veliki broj novih prirodnih spojeva ovom strategijom, za koju se nadamo da će pružiti uzbudljivu novu skupinu kandidata za lijekove.”.
S.K., scitechdaily.com. ,foto: pixabay
