Obiecujące rezultaty badań leku na płodność w walce z odpornością na antybiotyki
Pomimo wysiłków wkładanych przez lekarzy w walkę z bakterią Streptococcus pneumoniae, pozostaje ona poważnym zagrożeniem dla zdrowia ludzi, a w szczególności dzieci. Każdego roku 14 milionów dzieci do 5. roku życia cierpi na poważne choroby w wyniku zakażenia tą bakterią, która doprowadza do 800 000 przedwczesnych zgonów. Pomimo tego, że infekcje S. pneumoniae mogą być leczone przy pomocy leków opartych na penicylinie, takich jak amoksycylina, coraz częściej pojawiają się szczepy antybiotykooporne. Projekt GetToKnowPneumo, który ma na celu dalsze badanie biologii komórkowej bakterii S. pneumoniae, otrzymał dofinansowanie w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”. Liselot Dewachter, stypendystka działania z Uniwersytetu w Lozannie w Szwajcarii, mówi o oczekiwanych wynikach projektu: „Chcielibyśmy dokładniej poznać cykl komórkowy bakterii oraz przełożyć nasze wyniki na praktyczne zastosowania, które można by wykorzystać w warunkach klinicznych”.
Kształt ma znaczenie
Wiedząc o tym, że opracowanie nowoczesnych antybiotyków może zająć przeszło dziesięć lat, badacze starali się znaleźć leki, które będą w stanie wzmocnić działanie dotychczas stosowanych substancji. Połączenie leków dotyczących tego samego procesu może wywołać efekt do synergii – efekt połączenia związków jest silniejszy niż w przypadku przyjmowania ich osobno. Ze względu na fakt, że amoksycylina działa poprzez zakłócanie rozwoju i podziałów komórek bakterii, zespół badawczy zastosował technologię interferencji CRISPR, aby zidentyfikować geny odpowiedzialne za utrzymywanie właściwego rozmiaru komórek. „Technologia interferencji CRISPR wykorzystuje zmodyfikowane sekwencje CRISPR, w których nić DNA nie jest przecinana, ale ekspresja genów, w które celuje system zakłóceń CRISPR, jest hamowana”, wyjaśnia Dewachter. Badacze wykorzystali następnie technikę sortowania komórek aktywowanych fluorescencyjnie w celu badania indywidualnych komórek pod kątem interesujących ich cech – w tym wypadku zmian w ich strukturze. „Bakterie te mają zwykle owalny kształt i przypominają piłkę do rugby. Odkryliśmy jednak, że mogą przekształcić się w długie pałeczki, jeśli niektóre białka zostaną usunięte”, dodaje Dewachter. Zespołowi badaczki udało się wykazać, że występowanie tego fenotypu było powodowane przez ograniczenie transportu prekursorów ścian komórkowych przez błonę komórkową ze względu na zahamowanie nośnika lipidowego Und-P, odpowiedzialnego za realizację tego procesu.
Znany lek, nowe zastosowanie
Dzięki tym informacjom, zespół wskazał klomifen – lek wykorzystywany w leczeniu problemów z płodnością – jako dobrego kandydata do leczenia połączonego z amoksycyliną. Ta zatwierdzona przez amerykański Urząd ds. Żywności i Leków substancja lecznicza jest inhibitorem syntezy Und-P. W laboratorium połączone leki skutecznie uwrażliwiły antybiotykooporne bakterie S. pneumoniae na stosowane w leczeniu klinicznym dawki amoksycyliny. Jeśli wyniki te zostaną odtworzone dla zakażeń u ludzi, podejście to będzie można wykorzystać do skutecznego odwrócenia oporności i wydłużenia okresu życia klinicznego obecnie stosowanych antybiotyków. Obecnie przygotowywana jest praca naukowa, która ma zostać ukończona w najbliższych miesiącach. Wyniki projektu zostały przedstawione na konferencji dotyczącej morfogenezy, przeżywalności i zjadliwości bakterii, Bacterial Morphogenesis, Survival and Virulence: Regulation in 4D”, w RPA w 2019 roku, jeszcze przed pandemią. „Mimo że finansowanie projektu dobiegło końca, nadal pracujemy nad dokończeniem naszych badań”, mówi Dewachter. Obecnie naukowcy przeprowadzają testy in vivo w celu sprawdzenia potencjału klinicznego tej nowej strategii leczenia. „Rozważamy również ubieganie się o patent, co umożliwiłoby przeniesienie wyników naszych prac do klinik”.
Słowa kluczowe
GetToKnowPneumo, bakteria, antybiotyki, oporność na antybiotyki, S. pneumoniae, interferencja CRISPR