Krystallografi giver slagplan-planer til at angribe sygdomsfremkaldende bakterier

Forskere fra Trinity College Dublin har opnået vigtig strukturel indsigt i det maskineri, der anvendes af opportunistiske, sygdomsfremkaldende bakterier, som kan hjælpe kemikere med at designe nye lægemidler til at hæmme dem.

Forskerne, ledet af Fellow Emeritus i Trinity's School of Biochemistry and Immunology, Professor Martin Caffrey, brugt næste generations røntgenkrystallografiteknikker til at 'se under bakteriehjelmen' og producere en molekylær plan, der kan bruges til at designe lægemidler, der minimerer virkninger uden for mål og angriber eventuelle strukturelle svagheder.

Forskningen, som viser, at et nøgleenzym bruges i de almindelige bakterier Pseudomonas aeruginosa og Escherichia coli er bemærkelsesværdigt ens i strukturen i begge arter, er for nylig blevet publiceret i førende internationalt tidsskrift Naturkommunikation . Disse to bakterier inficerer opportunistisk mennesker, og kan forårsage dødsfald.

Professor Caffrey sagde:"De strukturelle tegninger af de to bakterier - selv om de er meget ens - adskiller sig i deres fine detaljer. Disse subtile forskelle kan udnyttes til at designe artsspecifikke terapier med en reduceret sandsynlighed for udvikling af antibiotikaresistens."

Begge Pseudomonas aeruginosa og Escherichia coli er medicinsk vigtige, forårsager problemer hos titusindvis af patienter hvert år. Begge er kendt for at have udviklet resistens over for et væld af førstevalgsmedicin, der bruges til at behandle dem. Og med antimikrobiel resistens generelt stigende, Verdenssundhedsorganisationen har meddelt, at en post-antibiotisk æra, hvor mindre skader og almindelige infektioner kan vise sig dødelige, truer.

Der er hårdt brug for nye stoffer. Imidlertid, mens den nye plan for det bakterielle enzym 'Lnt' giver håb for udvikling af lægemidler, processen med at skabe effektive kandidater er ikke let.

For det første, lignende enzymer er til stede i mennesker og andre dyr, så ethvert lægemiddel skal være tilstrækkeligt specifikt til kun at påvirke det bakterielle enzym. For det andet den biologiske struktur af ethvert lægemiddel, der ville binde til de bakterielle enzymer og hæmme dem, vil sandsynligvis svare til strukturen af ​​molekyler, der hæmmer det medfødte immunrespons. Med andre ord, at stoppe bakterierne i dens spor kan også bremse kroppens naturlige reaktion på infektion.

Når vi taler om vanskeligheden ved at designe "silver-bullet" stoffer, der kan vende udviklingen, og om de næste skridt i hans teams arbejde, Professor Caffrey tilføjede:"De strukturelle tegninger, der er genereret som en del af denne undersøgelse, giver et grundlag, hvorved forskellene mellem det bakterielle enzym og immunresponsproteinerne kan udnyttes med det mål at producere et lægemiddel, der kun rammer det bakterielle mål."