Med ökande läkemedelsresistenta infektioner och utvecklingen av nya antibiotika minskar, världen skulle kunna använda en ny strategi i kampen mot allt mer luddiga bakterier. Nu, Stanford -kemister rapporterar 2 november i Journal of the American Chemical Society en möjlig lösning:en liten molekylär infästning som hjälper konventionella antibiotika att tränga in och förstöra deras mål.

Bilagan, känd som r8, hjälper till att leda antibiotika genom en bakteries yttre försvar och uppmuntrar dem att dröja kvar, sa Alexandra Antonoplis, en doktorand i kemi och medförfattare med kemikandidatexamen Xiaoyu Zang. Att penetration och uthållighet hjälper till att döda bakterier, såsom meticillinresistent Staphylococcus aureus, eller MRSA, att läkare annars skulle kämpa för att sluta.

Verkligen, tillsats av r8 till vankomycin, ett första linjens försvar mot MRSA, gjort det nya läkemedlet hundratals gånger mer effektivt, enligt experiment utförda av Antonoplis, Zang, och deras rådgivare, Lynette Cegelski, docent i kemi, och Paul Wender, Francis W. Bergström professor i kemi. Samma strategi, forskarna tror, kan gälla bortom MRSA för andra läkemedel och infektioner.

"Du behöver inte uppfinna ett nytt läkemedel. Du måste bara åtgärda problemen med befintliga läkemedel, "sa Wender, som också är medlem i Stanford Bio-X, Stanford Cancer Institute, och Stanford ChEM-H.

MRSA -problemet

I det långa loppet, det nya tillvägagångssättet kan vara goda nyheter för folkhälsoansvariga som har kämpat med hur man hanterar antibiotikaresistenta infektioner som MRSA. Den infektionen, som ofta börjar som en hudinfektion, orsakar mer än hälften av sjukhusrelaterade infektioner i Asien och Amerika, och det är den ledande dödsorsaken bland antibiotikaresistenta infektioner.

"Det är ett globalt hälsoproblem, och vi behöver nya behandlingsstrategier, på grund av den ökande uppkomsten av bakterier som är resistenta mot antibiotika och det begränsade antalet antibiotika i vår pipeline, "sade Cegelski som också är medlem i Stanford Bio-X och Stanford ChEM-H. Enligt en rapport, antalet nya FDA-godkända antibiotika sjönk 90 procent under de senaste tre decennierna. Den nuvarande förstahandsbehandlingen för MRSA har använts sedan 1958.

Den första linjens behandling, antibiotikumet vankomycin, kan hindra MRSA från att spridas i vissa fall genom att förhindra konstruktion av nya bakteriecellväggar, vilket förhindrar att bakterierna reproducerar sig.

Men vankomycin är i stort sett värdelöst mot två av bakteriens viktigaste försvar. Först, MRSA har en tendens att bilda biofilmer, kolonier av bakterierna inbäddade i ett skyddande membran som läkemedel har svårt att tränga igenom. Andra, MRSA -bakterier kan ligga vilande under längre perioder, under vilken tid vankomycin inte fungerar - vilket innebär att läkare behöver ett antibiotikum som kan hålla sig tills MRSA -bakterier börjar vakna.

Antibiotisk belägringstaktik

Lösningen, trodde Stanford -teamet, ligger inte i att designa ett antibiotikum från grunden, utan snarare genom att modifiera vankomycin med r8 för att hjälpa det att bryta sig in i en biofilm och hålla sig kvar tillräckligt länge för att attackera celler när de väl vaknat.

För att testa vancomycin med bifogad r8, kallad V-r8, laget ställde både det och vankomycin mot MRSA i fritt flytande tillstånd och i biofilm. När bakterier svävade fritt i en vätska, både vankomycin och V-r8 kunde döda de flesta bakterierna. Men i biofilmer, V-r8 var cirka 10 gånger effektivare, visar att den kan tränga in i en biofilm och döda bakterier inuti. V-r8 fastnade också två gånger för MRSA-bakterier och vankomycin och var mycket effektivare för att komma in i MRSA-celler, tyder på att det kan hänga tillräckligt länge för att döda vilande celler.

Dessa experiment, dock, genomfördes alla i labbrätter. För att se hur V-r8 skulle göra vid en riktig infektion, laget behandlade möss infekterade med MRSA med både V-r8 och vankomycin. Den nya versionen, de hittade, dödade cirka 97 procent av bakterierna efter fem timmar, ungefär sex gånger mer effektiv än vankomycin utan r8 -fästet.

Resultaten betyder inte att ett nytt antibiotikum leds direkt till kliniken, även för testning - det är sannolikt fortfarande år kvar. Fortfarande, Wender sa, de föreslår ett nytt sätt att bygga antibiotika:genom att modifiera befintliga antibiotika med syntetiska komponenter för att ge dem nya förmågor, kapacitet att bryta igenom biofilmer.

Teamet avser sedan att testa den läkemedelsmodifierande strategin hos andra bakterier i hopp om att hitta liknande resultat och en väg framåt för att hantera antibiotikaresistens.

"Detta var bara den första insatsen, "Sa Cegelski.