science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe robots de productiecrisis van antibiotica kunnen oplossen

Een WHO-rapport in februari vermeldde een zorgwekkend aantal ziekteverwekkers die onze gezondheid bedreigen, omdat er steeds minder medicijnen zijn die de infecties kunnen behandelen die ze veroorzaken. Inderdaad, sinds hun hoogtijdagen in de jaren zestig, de productie van nieuwe antibiotica is aanzienlijk afgenomen en het is 30 jaar geleden dat een belangrijke nieuwe klasse antibiotica voor klinisch gebruik werd ontdekt. Er zijn zelfs gevallen van resistentie tegen vancomycine, gebruikt door artsen als een antibioticum in laatste instantie.

Er zijn veel redenen waarom de productie van antibiotica is afgenomen. Net als alle andere medicijnen, ze zijn duur om te ontwikkelen, en het werk dat nodig is om nieuwe levensvatbare verbindingen te vinden, wordt in de loop van de tijd complexer en tijdrovender. Tussen 80 en 90 procent van de antibiotica is afkomstig van bodembacteriën, actinomyceten. Tot voor kort, wetenschappers geloofden dat de mogelijkheden van antibioticaproductie van veel van deze microben bijna uitgeput waren.

Maar dankzij de enorme technologische vooruitgang van de afgelopen jaren, ons team van het onderzoekscentrum voor synthetische biologie van de Universiteit van Manchester, SYNBIOCHEM, heeft de sterke punten van de biologie kunnen combineren met de kracht van techniek om nieuwe manieren te vinden om met dit probleem om te gaan. Genoomsequencing heeft nieuwe mogelijkheden geboden om potentiële productieroutes voor antibiotica te vinden die in het genoom van mogelijk elke bacterie slapen. Met behulp van synthetische biologie zijn we in staat om de DNA-sequenties van de biosyntheseroutes van antibiotica te herschrijven en verschillende enzymen voor andere organismen te introduceren en het resultaat vervolgens in een bepaalde gastheer tot uitdrukking te brengen. Actinomyceten, E coli, en zelfs gist kan een rol spelen in dit proces en onze analyse heeft aangetoond dat het gebruik van deze route, er zijn veel potentiële routes om nieuwe verbindingen te maken.

Het probleem is, het manipuleren van de biosyntheseroutes en de gastheer kost veel tijd en moeite. Daarom is robotica zo spannend omdat het ons in staat stelt dit soort onderzoek uit te voeren, waarbij grote hoeveelheden repetitieve taken betrokken zijn. Terwijl een enkele persoon tien verbindingen kan maken en testen in, zeggen, een jaar, een robot kan duizenden maken. Dankzij onze baanbrekende technologieën, wij geloven dat bij het Manchester Synthetic Biology Research Centre, SYNBIOCHEM, de kans is groot dat we in de nabije toekomst nieuwe antibiotica uit synthetische biologie kunnen gaan testen. Ons werk met het Alderley Park Antimicrobial Resistance Centre, - een gezamenlijk privaat-publiek initiatief om de ontwikkeling van nieuwe antibiotica te ondersteunen en te versnellen, is een ongelooflijk belangrijk onderdeel van de mix, zodat deze medicijnen snel op de markt kunnen worden gebracht.