Forskare från North Carolina State University har syntetiserat en analog av lipoxazolidinon A, en liten molekyl som är effektiv mot läkemedelsresistenta bakterier som MRSA. Denna molekyl, en ny syntetisk förening inspirerad av en naturlig produkt, kan vara ett användbart kemiskt verktyg för att studera andra grampositiva infektioner och kan ha konsekvenser för framtida läkemedelsskapande.

Lipoxazolidinon A är en naturlig produkt som tidigare hade isolerats från bakterier som lever i marina sediment. Det är en sekundär metabolit - en liten molekyl som produceras av bakterierna som inte är nyckeln till dess överlevnad utan produceras för ett sekundärt syfte, som försvar. När lipoxazolidinon A först isolerades, forskare noterade att det verkade effektivt mot grampositiva bakterier, som MRSA.

NC State kemisten Joshua Pierce syftade till att bekräfta dessa ursprungliga fynd och förstå hur molekylens struktur korrelerade med dess funktion; kortfattat, han ville återskapa molekylen för att se vilka delar som var direkt ansvariga för dess antimikrobiella egenskaper och sedan potentiellt förbättra den strukturen.

Pierce, tillsammans med nuvarande NC State doktorand Kaylib Robinson och tidigare studenter Jonathan Mills och Troy Zehnder, använde nya kemiska verktyg för att syntetisera lipoxazolidinon A i labbet. De kunde bekräfta att dess kemiska struktur matchade vad de första forskarna hade indikerat, sedan arbetade de med att identifiera den del av molekylen som var ansvarig för aktiviteten mot grampositiva bakterier. Deras resultat var en förening med förbättrad styrka, JJM-35.

De testade JJM-35 mot en panel av resistenta och icke-resistenta bakterier. När den testades mot MRSA in vitro, de fann att den syntetiserade molekylen var upp till 50 gånger effektivare än den naturliga produkten mot flera bakteriestammar. Dessutom, de fann att molekylen ofta var mer effektiv mot resistenta bakteriestammar än mot icke-resistenta stammar.

"En spännande ytterligare aspekt av detta arbete var att vi identifierade att dessa molekyler kan fungera genom att hämma flera biosyntetiska vägar direkt eller indirekt, " säger Pierce. "Detta betyder att bakterier kan ha svårt att utveckla resistens mot potentiella läkemedel som utvecklats från dessa molekyler."

Medan mer arbete behövs, Pierce hoppas att JJM-35 och liknande föreningar kan användas som verktyg för att studera andra grampositiva bakterier och ge en plattform för utvecklingen av en ny klass av anti-infektionsmedel.

"Vid denna punkt, vi har en kemisk ställning – en startbit i pusslet. Vi vet att det här stycket är effektivt, och just nu är alla ansträngningar fokuserade på att utvärdera egenskaperna hos dessa molekyler och deras in vivo-effektivitet, ", säger Pierce. "Förhoppningen är att vi kan bygga vidare på denna ställning för att skapa läkemedel som är effektiva mot MRSA och andra resistenta bakterier i en tid av stort behov av antimikrobiell utveckling och samtidigt öka aktivitetsspektrumet."

Forskningen visas i tidskriften Angewandte Chemie .