مولکول مصنوعی جدید بسیار موثر در برابر باکتری های مقاوم به دارو

یک آنتی بیوتیک جدید که توسط محققان دانشگاه هاروارد ایجاد شده است، بر مکانیسم های مقاومت ضد میکروبی غلبه می کند که بسیاری از داروهای مدرن را بی اثر کرده و باعث ایجاد یک بحران بهداشت عمومی جهانی شده است.

تیمی به سرپرستی اندرو مایرز، پروفسور آموری هاتون در شیمی و زیست‌شناسی شیمیایی، در Science گزارش می‌دهد که ترکیب مصنوعی آنها، کرزومایسین، بسیاری از گونه‌های باکتری‌های مقاوم به دارو، از جمله استافیلوکوکوس اورئوس و سودوموناس آئروژینوزا را از بین می‌برد .

در حالی که ما هنوز نمی دانیم که آیا کرزومایسین و داروهایی مانند آن در انسان بی خطر و موثر هستند یا خیر، نتایج ما نشان می دهد که فعالیت بازدارندگی به طور قابل توجهی در برابر لیست طولانی از سویه های باکتریایی بیماری زا که بیش از یک میلیون نفر را در هر سال می کشند، در مقایسه با بالینی تایید شده بهبود یافته است. مایرز گفت: آنتی بیوتیک ها.

مولکول جدید توانایی بهبود یافته ای را برای اتصال به ریبوزوم های باکتریایی، که ماشین های زیست مولکولی هستند که سنتز پروتئین را کنترل می کنند، نشان می دهد. اختلال در عملکرد ریبوزومی مشخصه بسیاری از آنتی بیوتیک های موجود است، اما برخی از باکتری ها مکانیسم های محافظی را ایجاد کرده اند که از عملکرد داروهای قدیمی جلوگیری می کند.

Cresomycin یکی از چندین ترکیب امیدوارکننده ای است که تیم Myers با هدف کمک به پیروزی در جنگ علیه ابر میکروب ها ایجاد کرده است. آنها به پیشرفت این ترکیبات از طریق مطالعات پروفایل پیش بالینی، با حمایت 1.2 میلیون دلاری از سوی مبارزه با باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک ها (CARB-X) ادامه خواهند داد. یک شراکت غیرانتفاعی جهانی مستقر در دانشگاه بوستون، CARB-X به حمایت از تحقیقات و توسعه آنتی باکتریال در مراحل اولیه اختصاص دارد.

مولکول جدید تیم هاروارد از ساختارهای شیمیایی لینکوزامیدها، دسته ای از آنتی بیوتیک ها که شامل کلیندامایسین معمولاً تجویز می شود، الهام گرفته است. مانند بسیاری از آنتی بیوتیک ها، کلیندامایسین از طریق نیمه سنتز ساخته می شود که در آن محصولات پیچیده ایزوله شده از طبیعت به طور مستقیم برای کاربردهای دارویی اصلاح می شوند. با این حال، ترکیب جدید هاروارد کاملاً مصنوعی است و دارای تغییرات شیمیایی است که از طریق وسایل موجود قابل دسترسی نیست.

بن ترسکو، یکی از نویسندگان، دانشجوی دانشکده هنر و علوم کنت سی. با استفاده از قدرت سنتز آلی، ما در طراحی آنتی‌بیوتیک‌های جدید تقریباً تنها با تخیل خود محدود می‌شویم.»

باکتری ها می توانند با بیان ژن هایی که آنزیم هایی به نام متیل ترانسفرازهای RNA ریبوزومی تولید می کنند، در برابر داروهای آنتی بیوتیکی هدف قرار گیرنده ریبوزوم مقاومت ایجاد کنند. این آنزیم‌ها اجزای دارو را که برای چسباندن به ریبوزوم طراحی شده‌اند، بیرون می‌کشند و در نهایت فعالیت دارو را مسدود می‌کنند.

برای حل این مشکل، مایرز و تیم خود ترکیب خود را به شکلی سفت و سخت که شباهت زیادی به هدف اتصال آن دارد مهندسی کردند و به آن چسبندگی قوی تری بر ریبوزوم داد. محققان داروی خود را “از پیش سازماندهی شده” برای اتصال ریبوزومی می نامند، زیرا نیازی به صرف انرژی برای مطابقت با هدف خود ندارد که داروهای موجود باید انجام دهند.

محققان با استفاده از آنچه سنتز مبتنی بر مؤلفه می‌نامند، به کرزومایسین رسیدند، روشی که توسط آزمایشگاه مایرز پیشگام شد و شامل ساخت اجزای مولکولی بزرگ با پیچیدگی مساوی و گرد هم آوردن آنها در مراحل پایانی – مانند بخش‌های قبل از ساخت یک مجموعه لگو پیچیده قبل از مونتاژ می‌شود. آنها را این سیستم مدولار و کاملاً مصنوعی به آن‌ها اجازه می‌دهد تا نه تنها یک، بلکه صدها مولکول هدف را بسازند و آزمایش کنند و روند کشف دارو را تا حد زیادی سرعت بخشد.

خطرات مشخص است. کلوین وو، یکی از نویسندگان و دانشجوی فارغ التحصیل، گفت: «آنتی بیوتیک ها پایه و اساس پزشکی مدرن را تشکیل می دهند. بدون آنتی‌بیوتیک، بسیاری از روش‌های پزشکی پیشرفته مانند جراحی‌ها، درمان‌های سرطان و پیوند اعضا انجام نمی‌شود.»

تحقیقات سنتز مبتنی بر اجزای مایرز از سوی شتاب‌دهنده زیست‌پزشکی بلاواتنیک هاروارد، بخشی از دفتر توسعه فناوری، که در سال 2013 بودجه‌ای را برای آزمایش ترکیبات دارویی به آزمایشگاه مایرز اعطا کرد، حمایت اولیه دریافت کرد. دفتر توسعه فناوری از نوآوری های گروه تحقیقاتی مایرز محافظت کرد و همراه با شتاب دهنده بیومدیکال بلاواتنیک، از تیم تحقیقاتی در طول مدت قرارداد CARB-X پشتیبانی خواهد کرد. بودجه CARB-X که به تازگی اعطا شده است به محققان اجازه می دهد تا به پروفایل و بهینه سازی سرنخ های دارو ادامه دهند.

کرتیس کیت، مدیر ارشد علمی شتابدهنده هاروارد، گفت: «تامین مالی و سایر حمایت‌های گروه‌هایی مانند شتاب‌دهنده زیست‌پزشکی Blavatnik و CARB-X برای کشف و توسعه آنتی‌بیوتیک‌های جدید ضروری است. این نوآوری‌های گروه تحقیقاتی مایرز پتانسیل تولید داروهای جدیدی را دارند که روزی نیازهای بهداشت جهانی را برآورده می‌کنند.»

– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه هاروارد منتشر شد