Bakteriefabrikker bruges til at opdage potentielle nye malariamedicin

Forskere har konstrueret bakterier til at producere nye versioner af et potentielt antibiotisk molekyle, nogle med kraftige antimalariaegenskaber.

Brug af bakterier til at producere nye former for potentielle lægemiddelmolekyler gør processen hurtigere og billigere, hvilket betyder, at nye lægemidler kan opdages hurtigere. Den nye metode, af forskere fra Imperial College London, er udgivet i Antimikrobielle midler og kemoterapi .

Der var 228 millioner tilfælde af malaria i 2018, og 405, 000 dødsfald. Parasitten, der forårsager sygdommen, bliver modstandsdygtig over for lægemiddelbehandlinger i frontlinjen, så nye lægemidler og andre indgreb er nødvendige for at bevæge sig hen imod udryddelse af malaria.

Et molekyle, kaldet violacein, er kendt for at kunne dræbe blodstadiet af den malaria-fremkaldende parasit Plasmodium falciparum. Violacein forekommer naturligt i nogle bakterier, men er svært at isolere og rense, gør det dyrt og tidskrævende at producere.

Nu, forskere fra Imperial konstruerede E. coli-bakterier til at producere violacein i et let tilgængeligt format. Det gjorde de ved at introducere gener i E. coli, der koder for enzymer, der laver violacein.

Skærer kemien ud

Bakterier er blevet konstrueret til at producere molekyler på denne måde før, men holdet gik også et skridt videre. Ved at ændre, hvad E. coli ate, holdet var også i stand til at få bakterierne til at producere forskellige versioner af violacein.

De testede derefter evnen af ​​disse afledte versioner til at dræbe malariaparasitten i laboratoriet, fandt ud af, at et derivat var omkring 20 procent mere potent end det originale violacein.

Hovedforfatter Dr. Mark Wilkinson, fra Institut for Biovidenskab på Imperial, sagde:"Vi har akut brug for nye lægemidler til at bekæmpe malaria, men processen tager lang tid, når lovende nye molekyler er svære at opnå med traditionel kemi.

"Ved at kombinere syntetisk biologi med high-throughput screening, vi er i stand til at fjerne noget af den dyre kemi, giver os mulighed for ikke kun at lave molekyler lettere, men også for at opdage derivater af de molekyler, der kan være endnu mere potente."

Næste skridt

Syntetiske biologer er i stand til at indsætte et større antal og flere typer enzymer i bakterier, baner vejen for en ny metode til opdagelse af lægemidler.

Holdet arbejder nu på at identificere, hvordan violacein og dets derivater dræber parasitten. At vide, hvad molekylets mål vil hjælpe forskerne med at udvikle lægemidlet yderligere og til at opdage andre molekyler, der arbejder mod det samme mål.

Forskerne mener, at violacein virker ved at ændre adfærden af ​​et protein, der er involveret i at skabe parasittens cytoskelet - den struktur, der hjælper celler med at bevare deres form.