אנטיביוטיקה חדשה שפועלת על ידי שיבוש של שתי מטרות תאיות שונות תקשה על חיידקים פי 100 מיליון לפתח עמידות, על פי מחקר חדש מאוניברסיטת אילינוי שיקגו.
לעיתון חדש ב ביולוגיה כימית של הטבעחוקרים בדקו כיצד סוג של תרופות סינתטיות הנקראות מקרולונים משבש את תפקוד תאי החיידק כדי להילחם במחלות זיהומיות. הניסויים שלהם מוכיחים שמקרולונים יכולים לפעול בשתי דרכים שונות – או על ידי הפרעה לייצור חלבון או השחתת מבנה ה-DNA.
מכיוון שחיידקים יצטרכו ליישם הגנות לשתי ההתקפות בו זמנית, החוקרים חישבו שעמידות לתרופות היא כמעט בלתי אפשרית.
היופי באנטיביוטיקה הזו הוא שהיא הורגת דרך שתי מטרות שונות בחיידקים. אם האנטיביוטיקה פוגעת בשני המטרות באותו ריכוז, אז החיידקים מאבדים את יכולתם להיות עמידים באמצעות רכישה של מוטציות אקראיות בכל אחת משתי המטרות".
אלכסנדר מנקין, פרופסור מכובד למדעי התרופות ב-UIC
מקרולונים הם אנטיביוטיקה סינתטית המשלבת את המבנים של שתי אנטיביוטיקה בשימוש נרחב עם מנגנונים שונים. מקרולידים, כגון אריתרומיצין, חוסמים את הריבוזום, המפעלים לייצור החלבונים של התא. פלואורוקווינולונים, כגון ציפרלקס, מכוונים לאנזים ספציפי לחיידק הנקרא DNA gyrase.
שתי מעבדות UIC בראשות יורי פוליקאנוב, פרופסור חבר למדעי הביולוגיה, ומנקין ונורה ואסקז-לסלופ, פרופסור מחקר לרוקחות, בחנו את הפעילות התאית של תרופות מקרולון שונות.
הקבוצה של פוליקאנוב, המתמחה בביולוגיה מבנית, חקרה כיצד תרופות אלו מקיימות אינטראקציה עם הריבוזום, וגילתה שהן נקשרות בצורה הדוקה יותר מאשר מקרולידים מסורתיים. המקרולונים אפילו היו מסוגלים לקשור ולחסום ריבוזומים מזני חיידקים עמידים למקרולידים ולא הצליחו לעורר את ההפעלה של גנים עמידות.
ניסויים אחרים בדקו האם תרופות המקרולון מעכבות בעדיפות את הריבוזום או את אנזימי ה-DNA gyrase במינונים שונים. בעוד שעיצובים רבים היו טובים יותר בחסימת מטרה כזו או אחרת, אחד שהפריע לשניהם במינון האפקטיבי הנמוך ביותר שלו בלט כמועמד המבטיח ביותר.
"בעצם פגיעה בשתי מטרות באותו ריכוז, היתרון הוא שאתה עושה את זה כמעט בלתי אפשרי עבור החיידקים להגיע בקלות להגנה גנטית פשוטה", אמר פוליקאנוב.
המחקר משקף גם את שיתוף הפעולה הבין-תחומי בבניין המחקר לביולוגיה מולקולרית של UIC, שבו חוקרים מהמכללות לרפואה, רוקחות ואמנויות ליברליות ומדעים חולקים מעבדות שכנות ומניעים תגליות מדעיות בסיסיות כמו זו, אמרו המחברים.
"התוצאה העיקרית מכל העבודה הזו היא ההבנה של איך אנחנו צריכים להתקדם", אמר מנקין. "וההבנה שאנו נותנים לכימאים היא שאתה צריך לייעל את המקרולונים האלה כדי לפגוע בשתי המטרות."
בנוסף ל-Mankin, Polikanov ו-Vázquez-Laslop, מחברי ה-UIC במאמר כוללים את אלנה אלכסנדרובה, דורוטה קלפאקי ופאזה עליזאדה.
