Antibiotikum a bélrendszerben

Egerekben ez a bélrendszerben felfedezett antibiotikum - egy prevotellin-2 nevű peptid - a polymyxin B-vel, a multirezisztens fertőzések kezelésére használt antibiotikummal azonos antimikrobiális hatékonyságot mutatott. A peptid a komensális, azaz hasznos baktériumokat nem befolyásolta. A Cell című szaklapban megjelent tanulmányukban dr. César de la Fuenteés munkatársai (Pennsylvaniai Egyetem) több más, hatékony antibiotikumot tartalmazó peptidet is azonosítottak, amelyek potenciálisan képesek az antimikrobiális rezisztens fertőzések leküzdésére.

A kutatás része annak a szélesebb körű kutatásnak, amelynek célja olyan új antibiotikumok megtalálása, amelyek képesek felvenni a harcot kritikus közegészségügyi fenyegetést jelentő és az Egyesült Államokban évente több mint 2,8 millió megbetegedést és 35 000 halálesetet okozó gyógyszerrezisztens fertőzésekkel szemben. (De la Fuente laboratóriuma arról vált ismertté, hogy szokatlan helyeken, például a neandervölgyiek és a gyapjas mamutok ősi genetikai információi között talál antibiotikum-jelölteket). 

A szerzők szerint az antibiotikumok, a vakcinák és a tiszta víz voltak azok a fő pillérek, amelyek lehetővé tették, hogy az elmúlt mintegy 100 évben majdnem megduplázzuk az élettartamunkat, de ha ezek bármelyikét kiiktatjuk, az elég drámai következményekkel járhat.

Az első széles körben használt antibiotikumot, a penicillint 1928-ban fedezték fel, amikor egy Staphylococcus baktériumokat tanulmányozó orvos a nyári szünet után visszatért a laboratóriumába, és penészgombát talált az egyik Petri-csészében. De sok más antibiotikumot - például a sztreptomicint, a tetraciklint és az eritromicint - talajbaktériumokból fedezték fel, amelyek ezen anyagok változatait termelik a más mikroorganizmusokkal történő verseny érdekében.

A kutatók a bélmikrobiomban vizsgálódva azt remélték, hogy azonosítani tudják azokat a peptideket, amelyeket a mikrobák trilliói használnak egymás ellen a korlátozott erőforrásokért folytatott küzdelemben - ideális esetben olyan peptideket, amelyek nem pusztítják el az egész bélmikrobiomot.

Megölni a rosszat, kímélni a jót

Sok hagyományos antibiotikum kisméretű molekula, amely képes kiirtani a szervezetünkben lévő jó baktériumokat, és mivel mindegyik antibiotikum egy adott baktériumfunkciót céloz meg, a rossz baktériumok ellenállóvá válhatnak velük szemben.

A peptid antibiotikumok ezzel szemben nem diffundálnak az egész szervezetbe. Ha szájon át vesszük be őket, a bélben maradnak; intravénásan adagoláskor pedig általában a vérben maradnak. Ezek a fehérjék a baktériumokat azok membránját célozva ölik meg, ezért kevésbé valószínűen alakul ki ellenük a baktériumokban rezisztencia.

A mikrobiom a kórokozók nagy tárháza. Mivel sok antibiotikum elpusztítja az egészséges bélbaktériumokat, „ami megmarad”, „az ez a nagy nyitott rés, amelyet feltöltenek az olyan multidrog-rezisztens organizmusok, mint az Escherichia coli vagy a vankomicin-rezisztens Enterococcus”- írják a szerzők.

Szinte minden onkológus látott már olyan rákos beteget, aki sikeres kezelésen esett át, de aztán belehalt egy multirezisztens fertőzésbe, mert a jelenlegi antibiotikumok nem tudnak megbirkózni ezekkel a kórokozókkal. „Ez olyan, mintha megnyernénk a csatát, hogy elveszítsük a háborút”.

A mikrobiom vizsgálatával a szerzők azt szerették volna megtudni, hogy azonosíthatóak-e olyan antimikrobiális peptidek, amelyek megkímélhetik a normál mikrobiom kulcsfontosságú tagjait, és ezzel megelőzhető-e a teljese mikrobiomot megzavarása, ami a széles spektrumú, kismolekula-alapú antibiotikumok esetén megtörténik.

A kutatók mesterséges intelligencia segítségével 400.000 fehérjét szűrtek, hogy az ismert antibiotikumok alapján megjósolják, mely peptidszekvenciák rendelkezhetnek antimikrobiális tulajdonságokkal. Az eredményekből 78 peptidet választottak ki, amelyeket szintetizáltak és teszteltek.

Hosszú út a laboratóriumtól a klinikáig

A csapat által tesztelt peptidek több mint fele hatékonyan gátolta a káros baktériumok növekedését, és közülük a Prevotella copri baktériumból származó a prevotellin-2 tűnt a legerősebbnek.

A tanulmány állatmodellek segítségével validálja a laboratóriumi kísérleti adatokat, ami közelebb viszi a felfedezéseket a klinikumhoz, de a szerzők szerint sajnos nem valószínű, hogy ez egyhamar bekövetkezik, mert a gyógyszercégek számára nincs elég gazdasági ösztönző arra, hogy új antibiotikumokat fejlesszenek ki. De ha így is történik, akkor is legreményteljesebb becslésük szerint a prevotellin-2-t vagy egy hasonló antibiotikumot minimum 10 év alatt jutnak el a klinikai vizsgálatok befejeztéig.

Forrás:

Marcelo D.T. Torres MDT, Brooks EF, Cesaro A, et al: Mining human microbiomes reveals an untapped source of peptide antibiotics Open Access Published:August 19, 2024 Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.07.027