Forskare vid Maynooth University, som arbetar som en del av ett internationellt team, har skapat en ny molekyl som kan hjälpa till i kampen mot läkemedelsresistenta bakterier.

Antimikrobiell resistens (AMR) uppstår när bakterier, virus, svampar och parasiter förändras över tiden och inte längre svarar på mediciner, vilket gör infektioner svårare att behandla och ökar risken för sjukdomar, allvarlig sjukdom och dödsfall. Utvecklingen av nya sätt att döda bakterier är ett akut vetenskapligt behov, eftersom de flesta konventionella antibiotika inte längre kommer att vara effektiva år 2050 på grund av de stigande nivåerna av AMR.

Forskningen utnyttjade principerna för supramolekylär kemi, ett nischvetenskapligt område som utforskar interaktioner mellan molekyler, för att uppnå genombrottet. Viktigast av allt, studien avslöjade molekyler som är effektiva på att döda bakterier men vars toxicitet för friska mänskliga celler är mycket låg.

Den nya forskningen beskrivs i Chem , för att sammanfalla med World AMR Awareness Week som pågår 18–24 november. Denna globala kampanj, som drivs av Världshälsoorganisationen, syftar till att öka medvetenheten och förståelsen för AMR i hopp om att minska uppkomsten och spridningen av läkemedelsresistenta infektioner.

Mer än 1,2 miljoner människor, och potentiellt miljontals fler, dog 2019 som ett direkt resultat av antibiotikaresistenta bakterieinfektioner, enligt den hittills mest omfattande uppskattningen av den globala effekten av AMR. Denna forskning kan bana väg för nya metoder för att ta itu med detta problem som dödar fler människor årligen än hiv/aids eller malaria.

Ledande forskare Luke Brennan vid Maynooth Universitys avdelning för kemi sa:"Vi upptäcker nya molekyler och tittar på hur de binder till anjoner, som är negativt laddade kemikalier som är extremt viktiga i sammanhanget av livets biokemi. Vi lägger de grundläggande grunder som kan visa sig användbara för att bekämpa olika sjukdomar från cancer till cystisk fibros."

Arbetet bygger på användningen av syntetiska jontransportörer och är första gången som forskare har visat att ett inflöde av salt (natrium- och kloridjoner) till bakterierna kan orsaka en rad biokemiska händelser som leder till bakteriell celldöd – även i stammar som är resistenta mot för närvarande tillgängliga antibiotika såsom meticillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA).

Studiens medförfattare Dr. Robert Elmes från Maynooth Universitys Kathleen Lonsdale Institute for Human Health Research säger:"Detta arbete visar hur vi genom att använda vårt tillvägagångssätt, en sorts "trojansk häst" som orsakar ett inflöde av salt i celler, effektivt kan döda resistenta bakterier på ett sätt som motverkar kända metoder för bakteriell resistens."

Bakterier arbetar hårt för att upprätthålla en stabil koncentration av joner inuti sina cellmembran, och när denna känsliga balans störs, orsakar den förödelse för normal cellfunktion och cellerna kan inte överleva.

Elmes säger:"Dessa syntetiska molekyler binder till kloridjoner och lindar in det i en "fettfilt" som gör att den lätt kan lösas upp i bakteriernas membran, vilket tar med jonerna för resan och stör den normala jonbalansen. Arbetet är ett bra exempel på grundkunskaper inom kemi som påverkar otillfredsställda behov inom forskning om människors hälsa."

Prof Kevin Kavanagh, mikrobiolog vid Maynooth Universitys institution för biologi, säger:"Den ökande förekomsten av infektioner av läkemedelsresistenta bakterier är ett stort problem. Detta arbete är ett exempel på kemister och biologer som arbetar tillsammans för att banbryta utvecklingen av nya antimikrobiella medel. med betydande framtida potential."

Sådana resultat banar väg för den potentiella utvecklingen av anjontransportörer som ett livskraftigt alternativ till för närvarande tillgängliga antibiotika, något som är brådskande eftersom problemet med AMR fortsätter att öka.

Mer information: Luke E. Brennan et al, Potent antimikrobiell effekt inducerad av störning av kloridhomeostas, Chem (2023). DOI:10.1016/j.chempr.2023.07.014

Journalinformation: Chem

Tillhandahålls av Maynooth University