Bilim insanları, umut vadeden yeni bir antibiyotik sınıfının ilk örneğini keşfettiklerini duyurdu. İlginçtir ki, bu keşif bilinçli bir ilaç arayışı sonucunda değil, tamamen tesadüfi bir yolla gerçekleşti.
Yeni antibiyotik bileşiği, hastanelerdeki hastalarda dirençli enfeksiyonlara neden olmasıyla bilinen metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) ve Enterococcus faecium gibi mikroplara karşı umut vadeden bir aktivite gösteriyor.
Pre-methylenomycin C lactone adı verilen bu yeni molekülün keşfiyle ilgili bulgular, kimyagerler ve çalışmanın baş yazarları tarafından yapılan bir açıklamada, yeni bir antibiyotik sınıfının ilk örneği olarak nitelendirildi.
Ancak, ekibin başlangıçtaki amacı yeni ilaçlar keşfetmek değildi. Bunun yerine araştırmacılar, bilinen bir antibiyotik olan methylenomycin A'nın toprakta yaşayan bir bakteri türü olan Streptomyces coelicolor tarafından nasıl üretildiğini araştırıyordu.
Bitkiler ve mikroorganizmalar, ikincil metabolitler olarak bilinen çok sayıda karmaşık bileşik üretirler ve bunların birçoğu insanlarda faydalı tıbbi özelliklere sahiptir. Bu bileşiklerin organizmalar içinde nasıl üretildiğini ve insan hücreleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamak, bilim insanlarının bu doğal ürünlerden etkili ilaçlar geliştirmesine yardımcı olabilir.
Bu farklı biyolojik moleküllerin üretiminin şifreleri, "biyosentetik gen kümeleri" adı verilen özel gen koleksiyonlarında bulunur. Bu kümelerdeki bireysel genleri silerek, molekülün sentezinde rol alan belirli enzimleri kaldırabildiler. Bu araştırma tekniği, reaksiyon dizisini kilit noktalarda durdurarak daha yakından incelemelerini sağladı ve bu süreçte daha önce gözlemlenmemiş ara bileşiklerin elde edilmesini sağladı.
Bu sistematik yaklaşım, daha önce hiç görülmemiş iki molekülün izole edilmesini sağladı ve bu moleküllere pre-methylenomycin C ve pre-methylenomycin C lactone adı verildi. Bu bileşiklerin yapılarını kapsamlı bir şekilde karakterize etmek için çeşitli teknikler kullanıldıktan sonra, moleküllerin bir dizi bakteri suşuna karşı biyolojik aktivitesi araştırıldı.
Pre-methylenomycin C lactone özellikle umut verici çıktı. Bu bileşiğin, metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) ve çoklu ilaca dirençli bir Enterococcus faecium türü dahil olmak üzere, bir dizi Gram-pozitif bakteriye karşı etkili olduğu belirtildi. Hatta, dirençli bakterileri öldürmede orijinal antibiyotikten 100 kat daha iyi performans gösterdiği ifade edildi.
Daha da önemlisi, yeni bileşiğin tedavi edilen suşlarda antibiyotik direnci oluşturmadığı görüldü.
Antibiyotiklere tekrarlanan maruz kalma, bazı bakterilerde savunma mekanizmalarının evrimleşmesine neden olabilir ve gelecekteki enfeksiyonların tedavi edilmesini son derece zorlaştıran ilaç direncine yol açabilir. 28 günlük bir deneyde, E. faecium bakterileri giderek artan konsantrasyonlarda pre-methylenomycin C lactone'a maruz bırakıldı. Ancak bu süre zarfında, minimum inhibitör konsantrasyonda herhangi bir değişiklik gözlenmedi. Yani, antibiyotik enfeksiyon öldürme aktivitesini korudu ve bakteriler herhangi bir sorunlu direnç mekanizması geliştirmedi.
Bu araştırmanın daha fazla bakteri türünü içerecek şekilde genişletilmesi ve ilaçların etkilerinin daha uzun bir zaman diliminde incelenmesi, yeni molekülün tam potansiyelini göstermek için ekibin atacağı önemli sonraki adımlar olacaktır.
Bu çalışmanın bir ilacı tedavi etmek için kullanılan bir bileşikle, antibakteriyel aktiviteye sahip bir bileşik arasındaki önemli fark olduğunu belirtti. En büyük zorluğun, bunu viyabl bir ilaca dönüştürmek, yani vücutta yeterince uzun süre kalan, insanlara toksik olmayan ve dirence yatkın olmayan bir hale getirmek olduğunu ifade etti.
Yazarların da bu yönde ilerlemeyi umduğu belirtildi. Şu anda, pre-methylenomycin C lactone için bir kimyasal sentez yolu geliştirmek üzere işbirliği yapıyorlar. Bu, molekülün mikroorganizmalara güvenmek yerine kimyasal sentez yoluyla sıfırdan üretilmesini sağlayacaktır. Bu da, molekülün nasıl çalıştığını ve insan hücrelerini nasıl etkileyebileceğini anlamaya yönelik çalışmalara daha büyük miktarlarda bileşik sağlayacaktır.
Hassas bakterilerdeki biyolojik hedef(ler)ini belirlemenin ve bileşiğin yapısındaki değişikliklerin hedef bağlanmayı ve biyolojik aktiviteyi nasıl etkilediğini daha iyi anlamanın faydalı olacağını belirttiler. Böyle bir içgörü, daha da güçlü antibiyotik aktiviteye sahip ilgili bileşiklerin tasarımını bilgilendirebilir.
