Antibiootikumidele resistentsete bakterite vastu lajatatakse uue keemilise trumbiga – kas see aitab?

Uus antibiootikum muudab bakterite resistentsuse arenemise peaaegu võimatuks. Foto: Unsplash

Teadlased on ühendanud kahe antibiootikumiklassi bakterit tapvad toimed ühte, demonstreerides, et nende uus topeltmõjuga antibiootikum võib muuta bakterite resistentsuse peaaegu võimatuks. 

Sellised haigusi tekitavad bakterid ohustavad inimeste tervist, seega kasutame antibiootikume. Bakterid arendavad samas antibiootikumidega kokkupuutes omakorda välja resistentsuse antibiootikumide suhtes. Kuigi bakterioht jääb samaks, on meie ravivõimaluste arsenal vähem tõhus, kui üldse. Nii ongi järjest rohkem baktereid, kes sisuliselt sülitavad antibiootikumide peale.

Nüüd on Illinois' Ülikooli Chicago (UIC) teadlased välja arendanud uue antibiootikumi, mis võib muuta bakteritele resistentsuse väljaarendamise peaaegu võimatuks.

«Selle antibiootikumi ilu ja võlu seisnevad selles, et see tapab läbi kahe erineva sihtmärgi baktereid,» ütles UIC farmaatsiateaduste professor ja uuringu kaasautor Alexander Mankin. «Kui antibiootikum tabab mõlemat sihtmärki sama kontsentratsiooniga, kaotavad bakterid võime muutuda resistentseks juhuslike mutatsioonide omandamise kaudu mistahes kahe sihtmärgi osas.»

Makroliidide klassi antibiootikume on kasutatud aastakümneid mitmesuguste bakteriaalsete infektsioonide raviks. Makroliid-antibiootikume võib tuvastada nende «-mütsiin»-lõpu järgi, näiteks erütromütsiin. Keemiliselt koosnevad makroliidid makrolaktoonitsüklist, millel on külgahelad. Need peatavad bakterite kasvu, seondudes bakterite ribosoomiga, mis on nende valgutootmismehhanism, inhibeerides valgusünteesi.

Kinoloonid on teine ja väga lai spekter antibiootikume, millest peaaegu kõik on fluorokinoloonid. Erinevus seisneb nende keemilistes struktuurides. Kuigi mõlemad koosnevad kaherõngalisest lämmastikku sisaldavast süsteemist, sisaldavad kinoloonid ketoonirühma – kaksiksidemega hapnikku süsinikuaatoi küljes, millega on seotud veel kaks orgaanilist rühma – samas kui fluorokinoloonid sisaldavad fluori aatomit. Peaaegu kõik kinoloonid ja fluorokinoloonid lõpevad «–floksatsiin» lõppudega. Näiteks tsiprofloksatsiin on tervishoius laialdaselt kasutatav. Need antibiootikumid toimivad, häirides bakterites toimivat DNA sünteesi.

Alates esimeste makroliidide väljatöötamisest on tehtud jõupingutusi nende parandamiseks, asendades nende külgahelad fluorokinoloonide struktuure meenutavate struktuuridega. Käesolevas uuringus katsetasid teadlased uue «makrolooni» sünteesimist, mis täitis makroliidi valgusünteesi inhibeeriva funktsiooni või fluorokinolooni DNA sünteesi katkestava funktsiooni, sõltuvalt doosist.

Teadlased leidsid, et väljatöötatud makroloonid seondusid bakterite ribosoomidega tihedamalt kui traditsioonilised makroliidid. Nad seondusid ja blokeerisid isegi makroliid-resistentsete bakterite ribosoome ega käivitanud resistentsusgeenide aktiveerimist. Paljud neist olid paremad ühe või teise funktsiooni inhibeerimisel. Kuid üks neist, MCX-128, tabas bakterite «Achilleuse kanda», häirides mõlemat funktsiooni oma madalaimas efektiivses annuses ja paistes silma kui kõige paljutõotavam kandidaat uueks antibiootikumiks.

«Tabades põhimõtteliselt kahte sihtmärki sama kontsentratsiooniga, on eeliseks see, et muudate bakteritele peaaegu võimatuks tulla välja lihtsa geneetilise kaitsega,» ütles bioloogiateaduste dotsent ja uuringu kaasautor Juri Polikanov.

Nende tulemuste põhjal hindasid teadlased, et nende makrolooni antibiootikum muudaks bakterite jaoks resistentsuse arengu 100 miljonit korda raskemaks.

Uuring avaldati ajakirjas Nature Chemical Biology.

Allikad: UIC ja New Atlas