פריצת דרך באנטיביוטיקה: מחקר סיני מהפכני סולל דרך להביס תרופות על באגים

מחקר חדש מגלה כי ליפופטידים פלואוריים פועלים כאנטיביוטיקה יעילה ביותר.

זיהומים חיידקיים עמידים לתרופות מרובות, שאף אנטיביוטיקה קיימת לא יכולה לטפל בהן, מהווים אתגר כלל עולמי משמעותי. קבוצת מחקר מסין הציגה בכתב העת אסטרטגיה חדשה ליצירת אנטיביוטיקה חדשנית שמטרתה להילחם בחיידקים עמידים אלה Angewandte Chemie. גישה זו משתמשת ברכיבי חלבון בשילוב עם שרשראות שומנים פלואוריות לפיתוח התרופות.

לעתים קרובות רושמים אנטיביוטיקה בקלות רבה מדי. במדינות רבות, הם מופצים ללא מרשם ומועברים בחקלאות במפעל: באופן מניעתי כדי למנוע זיהומים ולשפר את הביצועים. כתוצאה מכך, העמידות נמצאת בעלייה – יותר ויותר גם נגד אנטיביוטיקה רזרבה. פיתוח חלופות חדשניות הוא חיוני.

למידה ממיקרובים

אפשר ללמוד כמה לקחים מהחיידקים עצמם. ליפופרוטאינים, מולקולות חלבון קטנות עם שומניות חוּמצָה שרשראות, נמצאות בשימוש נרחב על ידי חיידקים בקרבות שלהם מול מתחרים מיקרוביאליים. מספר ליפופרוטאינים כבר אושרו לשימוש כתרופות. הגורמים השכיחים בין הליפופרוטאינים הפעילים כוללים מטען חיובי ומבנה אמפיפילי, כלומר יש להם מקטעים הדוחים שומן ואחרים הדוחים מים. זה מאפשר להם להיקשר לממברנות חיידקיות ולחדור דרכם אל הפנים.

צוות בראשות Yiyun Cheng מאוניברסיטת East China Normal בשנחאי שואף להגביר את האפקט הזה על ידי החלפת אטומי מימן בשרשרת השומנים באטומי פלואור. אלה הופכים את שרשרת השומנים בו זמנית דוחה מים (הידרופובי) ודוחה שומן (ליפופובי). אנרגיית פני השטח הנמוכה במיוחד שלהם מחזקת את היקשרותם לממברנות התא בעוד שהליפופוביות שלהם משבשת את לכידות הממברנה.

סינתזה והקרנה של ליפופפטידים פלואוריים

הצוות סינתז ספקטרום (ספריית חומרים) של ליפופפטידים פלואוריים מפחמימנים מופלרים ושרשרות פפטידים. כדי לקשר בין שני החלקים, הם השתמשו בחומצת האמינו ציסטאין, הקושרת אותם יחד באמצעות גשר דיסולפיד. החוקרים בדקו את המולקולות על ידי בדיקת פעילותן נגד עמידים למתיצילין Staphylococcus aureus (MRSA), זן חיידקים נפוץ ומסוכן מאוד, עמיד כמעט לכל סוגי האנטיביוטיקה. התרכובת היעילה ביותר שמצאו הייתה "R6F", ליפופפטיד פלואורי העשוי משש יחידות ארגינין ושרשרת שומנים העשויה משמונה פחמן ושלושה עשר אטומי פלואור. כדי להגביר את התאימות הביולוגית, ה-R6F היה סגור בתוך ננו-חלקיקים של פוספוליפידים.

במודלים של עכברים, ננו-חלקיקי R6F הוכחו כיעילים מאוד נגד אלח דם וזיהומים כרוניים בפצעים על ידי MRSA. לא נצפו תופעות לוואי רעילות. נראה שהננו-חלקיקים תוקפים את החיידקים בכמה דרכים: הם מעכבים את הסינתזה של רכיבים חשובים בדופן התא, ומעודדים קריסת הדפנות; הם גם חודרים את קרום התא ומערערים אותו; לשבש את שרשרת הנשימה ואת חילוף החומרים; ולהגביר את הלחץ החמצוני ובו זמנית לשבש את מערכת ההגנה נוגדת החמצון של החיידקים. בשילוב, השפעות אלו הורגות את החיידקים – חיידקים אחרים כמו גם MRSA. לא נראה שמתפתחת עמידות.

תובנות אלו מספקות נקודות מוצא לפיתוח תרופות פפטידים פלואורי יעילות במיוחד לטיפול בחיידקים עמידים לריבוי תרופות.

המחקר מומן על ידי תוכנית המפתח הלאומית למחקר ופיתוח של סין, הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין, ועדת המדע והטכנולוגיה של עיריית שנגחאי.