V-161, תרכובת חדשה המכוונת לאנזים Na+ -V-ATPase ב-Enterococcus faecium (VRE) עמיד בפני vancomycin, מפחיתה באופן משמעותי את הצמיחה והקולוניזציה של חיידקים. מחקר שנערך לאחרונה הוכיח גישה מבטיחה למלחמה בעמידות לאנטיביוטיקה על ידי זיהוי תרכובת, V-161, המעכבת אנזים השואב נתרן קריטי להישרדות VRE בתנאים בסיסיים במעי תוך שמירה על חיידקים מועילים. פריצת דרך זו מציעה תקווה לטיפול בזיהומים בבתי חולים ולהתמודדות עם האיום העולמי של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.
עלייתם של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה היא דאגה בריאותית עולמית, כאשר מחקרים צופים למעלה מעשרה מיליון מקרי מוות מדי שנה עד שנת 2050 עקב זיהומים עמידים אלו. ארגון הבריאות העולמי (WHO) זיהה שנים-עשר פתוגנים קריטיים עמידים לאנטיביוטיקה, כולל אנטרוקוקוס עמיד בפני ונקומיצין (VRE), כגון צואה של אנטרוקוקוסבום (E. faecבום). VRE גורם לזיהומים חמורים הנרכשים בבתי חולים כמו אנדוקרדיטיס ואלח דם ופיתחה עמידות לאנטיביוטיקה מרובת, מה שמדגיש את הצורך הדחוף בטיפולים אנטי-מיקרוביאליים חדשים.
בתגובה למשבר זה, צוות חוקרים בראשותו של פרופסור טאקשי מוראטה מבית הספר לתארים מדעים, אוניברסיטת צ'יבה, יפן, גילה תרכובת חדשה ומבטיחה, V-161, המעכבת למעשה את הצמיחה של VRE. המחקר שלהם בדק אנזים שואב נתרן שנמצא בחיידקים אלה בשם Na+-העברת V-ATPase שנמצא ב E. hiraeקרוב משפחה של E. faeciumמשמש כמודל בטוח יותר וניתן לפתרון לחקר האנזים. הצוות כלל עוזר פרופסור קאנו סוזוקי, מחבר ראשון מבית הספר לתואר שני למדעים, אוניברסיטת צ'יבה; פרופסור חבר יושיוקי גוטו מהמרכז לחקר מיקולוגיה רפואית, אוניברסיטת צ'יבה; פרופסור טושיה סנדה ופרופסור חבר טושיו מוריה מהמרכז לחקר ביולוגיה מבנית, ארגון מחקר מאיץ אנרגיה גבוהה; ופרופסור ריוטה איינו מהמכון למדע מולקולרי, המכונים הלאומיים למדעי הטבע. מחקר זה, שפורסם באינטרנט ב טבע ביולוגיה מבנית ומולקולרית ב-21 בנובמבר 2024, שיער כי Na+הובלת V-ATPase עשויה למלא תפקיד מפתח בפיתוח של אנטיביוטיקה המכוונת ספציפית ל-VRE מבלי להשפיע על חיידקים מועילים.
ד"ר מוראטה מסביר, "אנזים זה עוזר לשאוב יוני נתרן אל מחוץ לתא, ומסייע להישרדות ה-VRE, במיוחד בסביבות אלקליות כמו המעי האנושי. אנזים זה נעדר בחיידקים מועילים כמו לקטובצילים, ובעוד שלבני אדם יש אנזים דומה, הוא ממלא תפקידים שונים זה הופך את ה-Na+-העברת V-ATPase ב-VRE יעד אידיאלי לטיפולים אנטי-מיקרוביאליים סלקטיביים." עוד הוא קובע, "בדקנו למעלה מ-70,000 תרכובות כדי לזהות מעכבים פוטנציאליים של האנזים Na+-V-ATPase. בין אלה, V-161 בלט כמועמד חזק, והפגין יעילות משמעותית בהפחתת צמיחת VRE בתנאים בסיסיים – סביבה קריטית להישרדות הפתוגן העמיד הזה". בעקבות זאת, מחקרים נוספים גילו ש-V-161 לא רק עיכב את תפקוד האנזים אלא גם הפחית קולוניזציה של VRE במעי הדק של העכבר, מה שהדגיש את הפוטנציאל הטיפולי שלו.
הממצא העיקרי של מחקר זה היה הניתוח המבני ברזולוציה גבוהה של הממברנה V0 התחום של האנזים, חושף תובנות מפורטות לגבי האופן שבו V-161 נקשר אליו ומשבש את תפקוד האנזים. V-161 מכוון לממשק בין טבעת ה-C לבין תת-יחידת ה-a של האנזים, ובכך חוסם למעשה את הובלת הנתרן. מידע מבני זה הוא קריטי להבנת פעולת התרכובת ומספק בסיס לפיתוח תרופות המכוונות לאנזים זה.
ד"ר מוראטה מסביר, "הממצאים שהתקבלו מהניתוח המבני יכולים לשמש לפיתוח טיפולים לחיידקים עמידים אחרים וגם להוות בסיס לפיתוח קווים מנחים חשובים לפיתוח תרופות עתידיות". עוד הוא מוסיף, "אנו מקווים שפיתוח טיפולים חדשניים לא רק ל-VRE אלא גם מגוון רחב של חיידקים עמידים לתרופות יקדם מאוד את הטיפול בזיהומים עמידים לתרופות".
למרות שהתוצאות מבטיחות, המחקר מציין גם שדרוש מחקר נוסף כדי להפוך את V-161 ליעיל עוד יותר ולשפר את יעילותו נגד מגוון רחב יותר של זני חיידקים. למרות האתגרים הללו, הממצאים מסמנים התקדמות משמעותית בפיתוח סוכנים טיפוליים חדשים למאבק ב-VRE ובחיידקים אחרים העמידים לאנטיביוטיקה. כחלק מהמאמצים המתמשכים לשכלל את V-161, צוות המחקר מתכנן לבדוק אותו נגד זני חיידקים אחרים כדי להעריך עוד יותר את הפוטנציאל שלו.
בההרהר על תוצאות אלו, אומר ד"ר מוראטה, "אנחנו מקווים שהמאמצים האלה יהיו בסופו של דבר
להניב טיפולים יעילים יותר לזיהומים הנגרמים על ידי VRE וחיידקים עמידים אחרים לתרופות, מה שגורם להשפעה משמעותית על תחומי מחלות זיהומיות ובריאות הציבור". המטרה הסופית היא לפתח סוג חדש של אנטיביוטיקה שלא רק משלימה את הטיפולים הקיימים אלא עשויה גם לשמש פתרון רב עוצמה למאבק באיום ההולך וגדל של עמידות לאנטיביוטיקה.