Forskare har konstruerat bakterier för att producera nya versioner av en potentiell antibiotisk molekyl, några med potenta malariadämpande egenskaper.

Att använda bakterier för att producera nya former av potentiella läkemedelsmolekyler gör processen snabbare och billigare, vilket innebär att nya droger kan upptäckas snabbare. Den nya metoden, av forskare från Imperial College London, publiceras i Antimikrobiella medel och kemoterapi .

Det fanns 228 miljoner fall av malaria under 2018, och 405, 000 döda. Parasiten som orsakar sjukdomen blir motståndskraftig mot läkemedelsbehandlingar i frontlinjen, så nya läkemedel och andra insatser behövs för att gå mot malariautrotning.

En molekyl, kallas violacein, är känt för att kunna döda blodstadiet hos den malariaframkallande parasiten Plasmodium falciparum. Violacein förekommer naturligt i vissa bakterier men är svårt att isolera och rena, vilket gör det kostsamt och tidskrävande att producera.

Nu, forskare från Imperial konstruerade E. coli-bakterier för att producera violacein i ett lättillgängligt format. De gjorde detta genom att introducera gener i E. coli som kodar för enzymer som gör violacein.

Klipp ut kemin

Bakterier har konstruerats för att producera molekyler på detta sätt tidigare, men laget gick också ett steg längre. Genom att ändra vad E. coli åt, teamet kunde också få bakterierna att producera olika versioner av violacein.

De testade sedan förmågan hos dessa derivatversioner att döda malariaparasiten i labbet, fann att ett derivat var cirka 20 procent mer potent än det ursprungliga violaceinet.

Huvudförfattare Dr Mark Wilkinson, från Institutionen för livsvetenskaper vid Imperial, sa:"Vi behöver akut nya läkemedel för att bekämpa malaria, men processen tar lång tid när lovande nya molekyler är svåra att få tag på med traditionell kemi.

"Genom att kombinera syntetisk biologi med screening med hög genomströmning, vi kan skära bort en del av den dyra kemin, så att vi inte bara kan göra molekyler lättare, men också för att upptäcka derivat av dessa molekyler som kan vara ännu mer potenta."

Nästa steg

Syntetiska biologer kan infoga ett större antal och typ av enzymer i bakterier, banar väg för en ny metod för läkemedelsupptäckt.

Teamet arbetar nu för att identifiera hur violacein och dess derivat dödar parasiten. Att veta vad molekylen riktar sig mot kommer att hjälpa forskare att utveckla läkemedlet vidare och att upptäcka andra molekyler som arbetar mot samma mål.

Forskarna tror att violacein fungerar genom att ändra beteendet hos ett protein som är involverat i att skapa parasitens cytoskelett - strukturen som hjälper celler att behålla sin form.