Forskere skaber molekyle til at tackle antimikrobiel resistens

Forskere ved Maynooth University, der arbejder som en del af et internationalt team, har skabt et nyt molekyle, der kan hjælpe i kampen mod lægemiddelresistente bakterier.

Antimikrobiel resistens (AMR) opstår, når bakterier, vira, svampe og parasitter ændrer sig over tid og ikke længere reagerer på medicin, hvilket gør infektioner sværere at behandle og øger risikoen for sygdom, alvorlig sygdom og død. Udviklingen af ​​nye måder at dræbe bakterier på er et presserende videnskabeligt behov, da de fleste konventionelle antibiotika ikke længere vil være effektive i 2050 på grund af de stigende niveauer af AMR.

Forskningen udnyttede principperne for supramolekylær kemi, et niche-videnskabeligt område, der udforsker interaktioner mellem molekyler, for at opnå gennembruddet. Det vigtigste er, at undersøgelsen afslørede molekyler, der er effektive til at dræbe bakterier, men hvis toksicitet for raske menneskelige celler er meget lav.

Den nye forskning er beskrevet i Chem , for at falde sammen med World AMR Awareness Week, som løber fra 18.-24. november. Denne globale kampagne, drevet af Verdenssundhedsorganisationen, har til formål at øge bevidstheden om og forståelsen af ​​AMR i håbet om at reducere forekomsten og spredningen af ​​lægemiddelresistente infektioner.

Mere end 1,2 millioner mennesker, og potentielt millioner flere, døde i 2019 som et direkte resultat af antibiotika-resistente bakterielle infektioner, ifølge det hidtil mest omfattende estimat af den globale virkning af AMR. Denne forskning kan bane vejen for nye tilgange til at tackle dette problem, der dræber flere mennesker årligt end HIV/AIDS eller malaria.

Ledende forsker Luke Brennan fra Maynooth Universitys afdeling for kemi sagde:"Vi opdager nye molekyler og ser på, hvordan de binder sig til anioner, som er negativt ladede kemikalier, der er ekstremt vigtige i sammenhæng med livets biokemi. Vi lægger det grundlæggende fundamenter, der kan vise sig nyttige i bekæmpelsen af ​​forskellige sygdomme fra kræft til cystisk fibrose."

Arbejdet er baseret på brugen af ​​syntetiske iontransportører og er første gang, at forskere har påvist, at en tilstrømning af salt (natrium- og chloridioner) til bakterierne kan forårsage en række biokemiske hændelser, der fører til bakteriel celledød – selv i stammer, der er resistente over for aktuelt tilgængelige antibiotika, såsom methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA).

Medforfatter af undersøgelsen Dr. Robert Elmes fra Maynooth University's Kathleen Lonsdale Institute for Human Health Research siger:"Dette arbejde viser, hvordan vi ved at bruge vores tilgang, en slags 'trojansk hest', der forårsager en tilstrømning af salt ind i cellerne, effektivt kan dræbe resistente bakterier på en måde, der modvirker kendte metoder til bakteriel resistens."

Bakterier arbejder hårdt for at opretholde en stabil koncentration af ioner inde i deres cellemembraner, og når denne delikate balance forstyrres, forårsager det kaos på normal cellefunktion, og cellerne kan ikke overleve.

Elmes siger:"Disse syntetiske molekyler binder sig til chloridioner og pakker det ind i et 'fedt tæppe', der gør det nemt at opløses i bakteriens membraner, hvilket bringer ionerne med på turen og forstyrrer den normale ionbalance. Arbejdet er en et godt eksempel på grundlæggende viden inden for kemi, der påvirker udækkede behov i menneskelig sundhedsforskning."

Professor Kevin Kavanagh, en mikrobiolog ved Maynooth University's Biologiske Institut, siger:"Den stigende forekomst af infektioner med lægemiddelresistente bakterier er en stor bekymring. Dette arbejde er et eksempel på, at kemikere og biologer arbejder sammen om at være pionerer i udviklingen af ​​nye antimikrobielle midler. med betydeligt fremtidigt potentiale."

Sådanne resultater baner vejen for den potentielle udvikling af aniontransportører som et levedygtigt alternativ til aktuelt tilgængelige antibiotika, noget der er tvingende nødvendigt, da problemet med AMR fortsætter med at stige.

Flere oplysninger: Luke E. Brennan et al., Potent antimikrobiel effekt induceret af forstyrrelse af chloridhomeostase, Chem (2023). DOI:10.1016/j.chempr.2023.07.014

Journaloplysninger: Kem

Leveret af Maynooth University