Wissenschaftler haben neue, wirksame und vereinfachte Formen von Teixobactin entwickelt - ein Antibiotikum der neuen Generation, das multiresistente Infektionen wie MRSA bekämpft - als Teil einer bahnbrechenden Forschungsanstrengung zur Bekämpfung der Antibiotikaresistenz.
Das Team unter der Leitung von Dr. Ishwar Singh von der University of Lincoln, Großbritannien, hat genau herausgefunden, welche Aminosäure in dem neu entdeckten Antibiotikum Teixobactin es so erfolgreich bei der Abtötung schädlicher MRSA-Bakterien macht, die gegen viele andere resistent sind Antibiotika. Das Forschungsteam hat dieses seltene Molekül so angepasst, dass es problemlos für die Herstellung neuer Medikamente verwendet werden kann.
Der Durchbruch kommt, nachdem das Team erfolgreich eine Reihe von synthetischen Derivaten des hochwirksamen Teixobactin hergestellt hat – das als „Game-Changer“im Kampf gegen antimikrobielle Resistenzen gefeiert wird – und als erstes weltweit seine drei dokumentierte -dimensionaler molekularer Aufbau. Diese Entwicklungen stellen wichtige Schritte dar, um zu verstehen, wie das starke Antibiotikum funktioniert und welche Bausteine benötigt werden, damit es effektiv wirkt.
Ihre neueste Studie, die direkt auf MRSA-Bakterien abzielt, überwindet eine weitere Hürde im Kampf gegen arzneimittelresistente Bakterien.
Dr. Ishwar Singh, ein Spezialist für neuartiges Arzneimitteldesign und -entwicklung an der School of Pharmacy der University of Lincoln, erklärte: „Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat festgestellt, dass es äußerst schwierig, zeitaufwändig und teuer ist, die Aminosäure synthetisch herzustellen, Enduracididin, das Teixobactin so effektiv bei der Abtötung einer Reihe von Krankheitserregern ohne nachweisbare Resistenz macht.
"Teixobactin wurde zuerst aus Bodenmikroorganismen isoliert (die nicht unter Laborbedingungen wachsen) - der natürlichen Quelle fast aller seit den 1940er Jahren entwickelten Antibiotika -, aber um es als potenzielle Behandlung zu entwickeln, wurden mehrere Versionen verwendet müssen durch chemische Synthese hergestellt werden, um die Hürden der Arzneimittelentwicklung zu überwinden.
"Letztes Jahr waren wir erfolgreich bei der Herstellung von von Menschen hergestellten Formen des Antibiotikums, aber jetzt haben wir seine Wirksamkeit gegen MRSA erhöht. Die Schlüsselaminosäure Enduracididin ist wichtig für eine hohe Wirksamkeit, war aber auch ein Engpass in der breiteren Produktion leistungsfähiger Teixobactin-Derivate und ihrer Weiterentwicklung als neue Medikamente. Wir haben jetzt mehrere wirksame Moleküle mit sehr ähnlichen Wirkungen wie natürliches Teixobactin entwickelt, und wir glauben, dass uns dies der Klinik einen Schritt näher bringt."
MRSA ist eine Bakterienart, die gegen viele weit verbreitete Antibiotika resistent ist, was bedeutet, dass sie schwieriger zu behandeln ist als andere Infektionen. Dieser „Superbug“betrifft hauptsächlich Menschen, die im Krankenhaus bleiben, und obwohl sie normalerweise mit bestimmten Antibiotika behandelt werden können, wachsen weltweit Bedenken hinsichtlich der Geschwindigkeit, mit der Bakterien Resistenzen gegen bestehende Medikamente entwickeln.
Es wurde vorhergesagt, dass bis 2050 jedes Jahr weitere 10 Millionen Menschen an arzneimittelresistenten Infektionen erliegen werden. Die Entwicklung neuer Antibiotika, die als letzter Ausweg eingesetzt werden können, wenn andere Medikamente unwirksam sind, ist daher ein wichtiges Studiengebiet für Forscher im Gesundheitswesen auf der ganzen Welt.
Die Bakterien, gegen die Teixobactin wirksam ist, haben bisher keine nachweisbare Resistenz gezeigt, und angesichts ihrer Mechanismen sind die Wissenschaftler auch zuversichtlich, dass sich in Zukunft keine Resistenz entwickeln wird.
Dr. Singh arbeitet mit Kollegen der School of Life Sciences und der School of Chemistry der University of Lincoln zusammen, um Teixobactin zu einem brauchbaren Medikament zu entwickeln.
Dr. Edward Taylor, Reader in Life Sciences in Lincoln, sagte: „Antimikrobielle Resistenzen breiten sich schneller aus als die Einführung neuer Antibiotika, was bedeutet, dass es große Bedenken hinsichtlich einer möglichen Gesundheitskrise gibt. Das kürzlich entdeckte Teixobactin hat sich als enorm erwiesen Versprechen aufgrund seiner starken Aktivität, insbesondere gegen resistente Krankheitserreger wie MRSA, weshalb es hier in Lincoln und auf der ganzen Welt im Mittelpunkt wichtiger Forschung steht.
"Mehrere andere Forschungsgruppen ersetzten die seltene Enduracididin-Aminosäure in Teixobactin durch kommerziell erhältliche Bausteine, aber die resultierenden Produkte waren viel weniger aktiv als das Naturprodukt. Unsere Studie zielte darauf ab, den am besten geeigneten Ersatz für dieses seltene Molekül zu finden, und wir fanden heraus, dass Aminosäuren mit ähnlicher Struktur und funktioneller Gruppe am effektivsten waren."
Die Gruppe stellte fest, dass drei der von ihnen getesteten Moleküle eine sehr vielversprechende Aktivität gegen MRSA-Bakterien zeigten, und ihre Forschung wird nun fortgesetzt, da sie darauf abzielt, mehrere Versionen von Teixobactin herzustellen, die schließlich zu kommerziell erhältlichen Medikamenten werden könnten.
Die Studie wurde in der Zeitschrift Chemical Communications der Royal Society of Chemistry veröffentlicht.
