طراحی مجدد آنتی بیوتیک‌ها برای غلبه بر باکتریهای مقاوم

محققان دانشگاه کاليفرنيا، سان‌فرانسيسکو اخيرا در حال مقابله با مقاومت آنتي بيوتيکي با استفاده از روش جديد هستند و روش آنها طراحي مجدد مولکول‌هاي آنتي بيوتيک‌هاي موجود براي فرار از مکانيسم‌هاي مقاومت باکتري است.

محققان با ابداع مجموعه‌اي از "قطعات مولکولي لگو" که مي‌توانند تغيير داده شده و به هم متصل شوند و مولکول‌هاي بزرگتري را تشکيل دهند، آنچه که آنها اميدوارند اولين مورد از "بازسازي" داروهايي باشد که به دليل مقاومت آنتي بيوتيکي دسته بندي شده‌اند، ايجاد کرده‌اند.

دکتر "ايان سيپل"(Ian Seiple) محقق اين مطالعه گفت: هدف اين است که گروه‌هايي از داروها مجدا ايجاد شوند که نتوانسته‌اند توانايي بالقوه خود را بدست آورند. اگر بتوانيم چنين کاري کنيم، نيازي به تهيه مداوم داروهاي جديد که مي‌توانند با باکتري‌هاي مقاوم مبارزه کنند نداريم. طراحي مجدد داروهاي موجود مي‌تواند ابزاري مهم و کاربردي باشد.

بنابراين سيپل و همکاراش طي اين مطالعه اين کار را با يک گروه آنتي بيوتيک به نام "استرپتوگرامين‌ها"(Streptogramin) انجام دادند. تا همين اواخر، استرپتوگرامين‌ها در برابر عفونت‌هاي استافيلوکوکوس اورئوس بسيار موثر بودند تا زماني که باکتري‌ها يک مکانيسم مقاومت هوشمندانه ايجاد کردند. استرپتوگرامين‌ها با جمع آوري کارهاي موجود در ريبوزوم باکتري، باکتري‌ها را از کار مي‌اندازند و ساخت پروتئين را براي باکتري‌ها غيرممکن مي‌سازند. اما باکتري‌هاي مقاوم در برابر استرپتوگرامين‌ها پروتئيني به نام Vats"" توليد مي‌کنند که با ورود به سلول باکتري اين آنتي بيوتيک‌ها را تشخيص مي‌دهند. " Vats " قبل از اتصال به ريبوزوم، دارو را گرفته و آن را به طور شيميايي غيرفعال و آن را بي فايده مي‌کند.

استرپتوگرامين‌ها، مانند اکثر آنتي بيوتيک‌هاي ديگر ، از ترکيبات آنتي بيوتيکي طبيعي توليد شده توسط ارگانيسم‌هاي ديگر(معمولاً باکتري‌ها) گرفته مي‌شوند و سپس براي بهينه سازي عملکرد آنها در بدن انسان، اصلاح مي‌شوند. سيپل دريافت که بايد راهي براي ايجاد تغييرات بيشتر در مولکول دارو وجود داشته باشد که به آن اجازه مي‌دهد از پروتئين‌هاي Vat فرار کند. سيپل به جاي اصلاح ساختارهاي موجود، در صدد ساخت استرپتوگرامين‌هاي جديد از ابتدا بود. محققان براي سهولت روند ساخت و ساز، هفت ماژول مولکولي ايجاد کردند که مي‌تواند در صورت لزوم اصلاح شود تا مجموعه‌اي از تغييرات در مولکول استرپتوگرامين ايجاد شود.

سيپل گفت: اين روش به ما اجازه مي‌دهد تا بلوک‌هاي ساختماني دارو را به طريقي دستکاري کنيم که در طبيعت امکان پذير نباشد. اين به ما يک مسير کارآمد براي مهندسي مجدد اين مولکول ها از ابتدا مي‌دهد.

محققان دريافتند که دو مورد از هفت بلوک ساختاري اين دارو پتانسيل بالايي براي اصلاح دارد. آنها با آزمايش بر روي آنها انواع مختلفي از دارو را ايجاد کردند که حاوي اصلاحاتي در آن مناطق بود و دريافتند که اين تغييرات در دهها سويه باکتري بيماري زا فعاليت دارند. محققان همچنين اميدوار کننده ترين گزينه خود را در برابر استافيلوکوکوس اورئوس مقاوم به استرپتوگرامين در موش هاي آلوده آزمايش کردند و دريافتند که اين ماده بيش از ۱۰ برابر از ساير آنتي بيوتيک هاي استرپتوگرامين موثرتر است. سيپل اشاره مي کند که دانش به دست آمده از طريق اين آزمايش هاي مشترک مي‌تواند براي اصلاح بسياري از آنتي بيوتيک‌هاي ديگر استفاده شود.