חוקרים פיתחו סוג חדש של אנטיביוטיקה סינתטית הנקראת מקרולונים המכוונים הן לייצור חלבון והן למבנה ה-DNA בחיידקים, מה שמקשה מאוד על חיידקים לפתח עמידות. המחקר שלהם מראה כי על ידי שיבוש של שתי מטרות סלולריות בו זמנית, מקרולונים עלולים לעכב באופן משמעותי את התפתחותם של חיידקים עמידים לתרופות.
מחקר פורץ דרך מאוניברסיטת אילינוי בשיקגו חושף מקרולונים, סוג חדש של אנטיביוטיקה המכוון לחיידקים בשתי דרכים, מפחית באופן דרסטי את פוטנציאל העמידות ומסמן צעד משמעותי קדימה בטיפול במחלות זיהומיות.
אנטיביוטיקה שהתגלתה לאחרונה, המכוונת לשני מנגנונים תאיים שונים, עלולה להקשות על חיידקים פי 100 מיליון לפתח עמידות, על פי מחקר עדכני מאוניברסיטת אילינוי שיקגו.
לעיתון חדש ב ביולוגיה כימית של הטבע, חוקרים 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 השחתה DNA מִבְנֶה.
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", אמר אלכסנדר מנקין, פרופסור מכובד למדעי התרופות ב-UIC. "אם האנטיביוטיקה פוגעת בשני המטרות באותו ריכוז, אז החיידקים מאבדים את יכולתם להיות עמידים באמצעות רכישת מוטציות אקראיות בכל אחת משתי המטרות."
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 לחיידקים הנקרא DNA gyrase.
ממצאי מחקר על מקרולון
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 אם 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 עם הגנה גנטית פשוטה", אמר פוליקאנוב.
המחקר משקף גם את שיתוף הפעולה הבינתחומי בבניין המחקר לביולוגיה מולקולרית של UIC, שבו חוקרים מהמכללות לרפואה, רוקחות ומדעים חופשיים 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."
המחקר מומן על ידי המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית, המכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות, תוכנית המפתח הלאומית למחקר ופיתוח של סין, והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין.
בנוסף ל-Mankin, Polikanov ו-Vázquez-Laslop, מחברי ה-UIC במאמר כוללים את אלנה אלכסנדרובה, דורוטה קלפאקי ופאזה עליזאדה.
