Stručnjaci su u jednoj raširenoj bakteriji iz tla identificirali skupinu gena koja kodira antibiotike što bi mogli biti djelotvorni protiv multirezistentnih bakterija. Prema istraživačima, otkriće bi moglo dovesti do razvoja lijekova na koje uzročnici teže postaju otporni. Broj infekcija otpornih na antibiotike raste jer bakterije neprestano razvijaju nove načine za izigravanje postojećih lijekova, pa bi, prema procjenama, između 2025. i 2050. mogle uzrokovati smrt oko 39 milijuna ljudi. Hitno su stoga potrebni novi antibiotici s novim mehanizmom djelovanja.
U časopisu Nature nedavno objavljenoj studiji istraživači izvještavaju o „genskom megaklasteru” u bakterijama Streptomyces, koji cilja jedan od ključnih metaboličkih procesa bakterija. Streptomyces je jedan od najtemeljitije istraženih rodova bakterija, koji proizvodi brojne antibiotike, uključujući one iz kojih se dobiva streptomicin – prvi djelotvoran antibiotik protiv tuberkuloze.
„Otkrili su nešto novo u sustavu koji je tako temeljito istražen – nešto što nam je bilo pred nosom”, kaže Mark Blaskovich, koji se na Sveučilištu Queensland bavi razvojem antibiotika. Genski klaster proizvodi pet spojeva – četiri antibiotika i jedan protein – koji ciljaju različite faze proizvodnje biotina, odnosno vitamina B7, koji je nužan za rast bakterijskih stanica. „Budući da je evolucija već optimizirala ovu kombinaciju, možda je i mi možemo iskoristiti za razvoj novih kombinacija antibiotika”, kaže Blaskovich.
Bakterijama je puno teže razviti rezistenciju na antibiotike koji napadaju više točaka jednog temeljnog metaboličkog puta, objašnjava Brendan Wren, mikrobiolog s Londonske škole higijene i tropske medicine. Najnovije istraživanje usto bi moglo dovesti i do otkrića genskih klastera koji proizvode antibiotske spojeve uključene u druge metaboličke procese.
Koautor studije Eric Brown, biokemičar sa Sveučilišta McMaster u Kanadi, rekao je da su on i njegov tim već desetljećima proučavali metabolizam biotina kao potencijalnu metu za antibiotike kad su otkrili genski klaster. Pri proučavanju stravidina – poznate klase antibiotika koji ciljaju biotin – pokazalo se da geni koji kodiraju te spojeve čine dio većeg skupa DNK koji sudjeluje u proizvodnji biotina.
Osim toga, ta DNK kodira i tri dodatne obitelji antibiotika: acidomicin, α-Me-KAPA te novootkrivenu obitelj spojeva nazvanu dapamicin. Genska regija sadržavala je i gene za streptavidin, za koji je također poznato da cilja biotin. Istraživački tim potvrdio je ulogu tih gena kloniranjem odsječka DNK duljine 65.808 parova baza koji je sadržavao megaklaster i njegovim umetanjem u laboratorijski soj bakterije Streptomyces.
„Nezapamćeno je da na jednom mjestu nađemo četiri biosintetska genska klastera koja proizvode četiri molekule što ciljaju isti metabolički put”, kaže Brown. Istraživački je tim slične genske klastere pronašao i u nekoliko vrsta roda Streptomyces, što upućuje na to da su se oni tijekom evolucije očuvali, vjerojatno jer su vrlo korisni.
Istraživači su potom četiri spoja testirali na miševima zaraženima multirezistentnim sojem bakterije Escherichia coli. Dva od tih spojeva, stravidin i α-Me-KAPA, smanjila su razinu bakterija u krvi, jetri, bubrezima i slezeni u usporedbi s onom karakterističnom za neliječene životinje. Primijenjeno u kombinaciji, liječenje se pokazalo još djelotvornijim od bilo kojeg lijeka zasebno. Acidomicin i dapamicin sami su pak pokazali jedva ikakav učinak.
