Forskare vid Scripps Research Institute (TSRI) har gett nya superkrafter till ett livräddande antibiotikum som heter vankomycin, ett framsteg som skulle kunna eliminera hotet om antibiotikaresistenta infektioner i många år framöver. Forskarna, ledd av Dale Boger, medordförande för TSRI:s avdelning för kemi, upptäckte ett sätt att strukturellt modifiera vankomycin för att göra en redan kraftfull version av antibiotikan ännu mer potent.

"Läkare kunde använda denna modifierade form av vankomycin utan rädsla för att resistens skulle uppstå, sade Boger, vars team tillkännagav fyndet i dag i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences .

Den ursprungliga formen av vankomycin är en idealisk utgångspunkt för att utveckla bättre antibiotika. Antibiotikumet har ordinerats av läkare i 60 år, och bakterier utvecklar först nu resistens mot det. Detta tyder på att bakterier redan har svårt att övervinna vancomycins ursprungliga "verkningsmekanism, " som fungerar genom att störa hur bakterier bildar cellväggar.

Boger kallade vankomycin "magiskt" för sin bevisade styrka mot infektioner, och tidigare studier av Boger och hans kollegor vid TSRI hade visat att det är möjligt att lägga till två modifieringar till vankomycin för att göra det ännu mer potent. "Med dessa ändringar, du behöver mindre av läkemedlet för att ha samma effekt, " sa Boger.

Den nya studien visar att forskare kan göra en tredje modifiering – som stör en bakteries cellvägg på ett nytt sätt – med lovande resultat. I kombination med de tidigare ändringarna, denna förändring ger vankomycin en 1, 000 gånger ökad aktivitet, vilket innebär att läkare skulle behöva använda mindre av antibiotikan för att bekämpa infektion.

Upptäckten gör denna version av vankomycin till det första antibiotikumet som har tre oberoende verkningsmekanismer. "Detta ökar hållbarheten för detta antibiotikum, ", sa Boger. "Organismer kan helt enkelt inte samtidigt arbeta för att hitta en väg runt tre oberoende verkningsmekanismer. Även om de hittade en lösning på en av dessa, organismerna skulle fortfarande dödas av de andra två."

Testad mot enterokocker, den nya versionen av vankomycin dödade både vankomycinresistenta enterokocker och de ursprungliga formerna av enterokocker.

Nästa steg i denna forskning är att utforma ett sätt att syntetisera det modifierade vankomycinet med färre steg i labbet, eftersom den nuvarande metoden tar 30 steg. Men Boger kallar detta den "enkla delen" av projektet, jämfört med utmaningen att designa molekylen i första hand.

Även om processen inte är strömlinjeformad, Boger tror att det nya vankomycinets livräddande krafter gör dess produktion värdefull. "Antibiotika är totala botemedel mot bakterieinfektioner, " sa Boger. "Att göra den här molekylen är viktigt, även med nuvarande tillvägagångssätt, om misslyckandet med antibiotika fortsätter."