Biologi og kemi kombineres for at generere nye antibiotika

Kombinerer innovationerne inden for syntetisk biologi med biologi og kemi, et team af videnskabsmænd ved University of Bristol har skabt en helt ny platform, der vil tillade produktionen af ​​desperat tiltrængte splinternye antibiotika.

Med stigende resistens over for eksisterende antibiotika, der er et vitalt og presserende behov for opdagelse og udvikling af nye antibiotika, der er omkostningseffektive.

Lovende udvikling er derivater af antibiotikum pleuromutilin, med kernen pleuromutilin isoleret fra svampen Clitopilus passeckerianus .

Pleuromutilin-derivater er potente antibakterielle lægemidler, men kræver ofte vanskelige kemiske modifikationer.

I et nyt blad offentliggjort i dag i Naturkommunikation , Bristol-teamet rapporterer den genetiske karakterisering af de trin, der er involveret i pleuromutilin-biosyntese gennem heterolog ekspression og genererer et semisyntetisk pleuromutilin-derivat med øget antibiotisk aktivitet.

Dette blev opnået ved at tage den komplette genetiske vej for pleuromutilin produktion, indeholdende syv gener, fra svampen, og genopbygge den i den industrielt nyttige trådsvamp Aspergillus oryzae , traditionelt brugt til at lave sojasovs.

Dette genererede derefter en unik platform af Aspergillus linjer med kombinationer af pathway-generne for at tillade nye forbindelser at blive syntetiseret.

Professor Chris Willis, fra Kemiskolen, sagde:"Dette er et klassisk tilfælde, hvor naturen har produceret noget virkelig nyttigt, men ved at kombinere natur med kemi gennem en syntetisk biologi tilgang er vi i stand til at gøre tingene endnu bedre."

Disse nye forbindelser er nogle af de eneste nye klasse antibiotika, der for nylig er kommet på markedet som humane terapeutika.

Desuden, med deres nye virkemåde og mangel på krydsmodstand, pleuromutiliner og deres derivater repræsenterer en klasse med yderligere stort potentiale, især til behandling af resistente stammer såsom methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) og omfattende lægemiddelresistent tuberkulose (XTB).

Professor Gary Foster fra School of Biological Sciences, der ledede holdet, med Dr Andy Bailey, tilføjet:"Denne forskning er meget spændende, da den også baner vejen for fremtidig karakterisering af biosyntetiske veje for andre basidiomycete naturlige produkter i ascomycete heterologe værter.

"Mange svampe er aldrig selv blevet undersøgt og fungerer som en uudnyttet ressource.

"Platformen åbner også nye muligheder for yderligere kemisk modifikation for den voksende klasse af potente antibiotika."