Forskare som arbetar med att utveckla ett nytt antibiotikum som förändrar spelet har gjort ett betydande framsteg mot att skapa kommersiellt gångbara läkemedelsbehandlingar genom att producera två förenklade syntetiska versioner av ämnet som är lika potenta på att döda superbugs som MRSA som dess naturliga form.

Genombrottet av forskare vid University of Lincoln, STORBRITANNIEN, markerar ytterligare ett viktigt steg för att förverkliga potentialen hos teixobactin för att hjälpa den globala kampen mot antibiotikaresistenta patogener. Teixobactin är ett nyligen upptäckt naturligt antibiotikum som många i det internationella forskarsamhället tror kan leda till skapandet av det första kommersiellt gångbara nya antibiotikaläkemedlet på 30 år.

Lincoln-teamet har framgångsrikt syntetiserat nya förenklade versioner av teixobactin som utnyttjar samma kraftfulla antibiotikaeffekter på ett sätt som skulle kunna produceras i kommersiell skala. Deras resultat publiceras i Royal Society of Chemistrys tidskrift, Kemivetenskap .

Tills nu, forskare som försökte syntetisera teixobactin trodde att de behövde använda katjoniska (eller positivt laddade) aminosyror som binder till det bakteriella målet med hjälp av en "sidokedja". Detta innebar att de var tvungna att använda antingen den mycket sällsynta aminosyran som finns naturligt i teixobactin, kallad enduracididin, eller alternativa som hade lägre styrka mot superbugs.

Varje aminosyra sitter på en specifik plats i teixobactins struktur, och Lincoln-teamet har nu framgångsrikt ersatt enduracididin – som håller position tio – med två alternativa aminosyror som inte är positivt laddade. Dessa aminosyror saknar den "bindande" delen, vänder på den tidigare insikten att enduracididin är avgörande för att så kallad "målbindning" ska vara mycket potent mot superbuggar.

Med denna nya kunskap, syntetiserade versioner av teixobactin kan lättare utvecklas, tar processen från upp till 30 timmar till bara tio minuter för ett enda kopplingssteg – ett viktigt steg mot att förvandla teixobactin till ett nytt livskraftigt läkemedel. Viktigt, de två nya förenklade formerna av teixobactin har också visat sig ha identisk styrka mot superbugs som den naturliga formen av teixobactin.

Dr Ishwar Singh, en specialist på design och utveckling av nya läkemedel från University of Lincoln's School of Pharmacy, leder forskargruppen. Han förklarade:"När teixobaktin upptäcktes var det banbrytande i sig själv som ett nytt antibiotikum som dödar bakterier utan detekterbar resistens inklusive superbugs som MRSA. Vi har undersökt ett sätt att förenkla designen samtidigt som den behåller den höga styrkan mot resistenta bakterier som t.ex. MRSA.

"Denna förenklade design och mer effektiva syntes kommer att göra det möjligt att utföra arbete på kommersiell nivå. Enduracididin begränsade kraftigt vår förmåga att göra detta på grund av dess brist, en komplex flerstegssyntes, och långa och repetitiva steg på mellan 16 och 30 timmar med hög felfrekvens och mycket låg avkastning.

"Vi behövde göra en förändring av strukturen så att vi kunde göra molekylen mer livskraftig för läkemedelsutveckling. Vi hade försökt ersätta den med andra aminosyror med en liknande make -up, men de var alla mindre potenta i jämförelse med den naturliga formen av teixobactin. Nu, vi har upptäckt att vi faktiskt kan använda aminosyror som är strukturellt olika, och är kommersiellt tillgängliga. De är också 16 gånger starkare än ett kliniskt använt antibiotikum för att döda superbug MRSA, och de var också mycket potenta mot andra antibiotikaresistenta infektioner, såsom vankomycinresistenta enterokocker, och tuberkulos."

Arbetet bygger på framgången med teamets banbrytande forskning för att ta itu med antimikrobiell resistens under de senaste 18 månaderna. Dr Singh arbetar med kollegor från School of Life Sciences och School of Chemistry vid University of Lincoln för att utveckla teixobactiner till ett livskraftigt läkemedel.

Forskare förutspår att år 2050, ytterligare 10 miljoner människor kommer att ge efter för läkemedelsresistenta infektioner varje år. Utvecklingen av nya antibiotika som kan användas som en sista utväg när andra läkemedel är ineffektiva är därför ett avgörande studieområde för vårdforskare runt om i världen.