Wetenschappers van Trinity College Dublin hebben belangrijke structurele inzichten gekregen in de machinerie die wordt gebruikt door opportunistische, ziekteverwekkende bacteriën, die scheikundigen kunnen helpen bij het ontwerpen van nieuwe medicijnen om ze te remmen.

De wetenschappers, geleid door Fellow Emeritus in Trinity's School of Biochemistry and Immunology, Professor Martin Caffrey, gebruikte next-gen röntgenkristallografietechnieken om 'onder de bacteriële motorkap te kijken' en een moleculaire blauwdruk te produceren die kan worden gebruikt om medicijnen te ontwerpen die off-target effecten minimaliseren en eventuele structurele zwakheden aan te pakken.

Het onderzoek, waaruit blijkt dat een belangrijk enzym dat wordt gebruikt in de gewone bacteriën Pseudomonas aeruginosa en Escherichia coli is opmerkelijk vergelijkbaar in structuur in beide soorten, is onlangs gepubliceerd in toonaangevend internationaal tijdschrift Natuurcommunicatie . Deze twee bacteriën infecteren opportunistisch mensen, en dodelijke slachtoffers kunnen veroorzaken.

Professor Caffrey zei:"De structurele blauwdrukken van de twee bacteriën - hoewel ze erg op elkaar lijken - verschillen in hun fijne details. Deze subtiele verschillen kunnen worden benut om soortspecifieke therapieën te ontwerpen met een verminderde kans op de ontwikkeling van antibioticaresistentie."

Beide Pseudomonas aeruginosa en Escherichia coli medisch belangrijk zijn, veroorzaakt jaarlijks problemen bij tienduizenden patiënten. Van beide is bekend dat ze resistentie hebben ontwikkeld tegen een overvloed aan medicijnen van de eerste keuze die worden gebruikt om ze te behandelen. En nu antimicrobiële resistentie in het algemeen toeneemt, de Wereldgezondheidsorganisatie heeft geadviseerd dat een post-antibioticumtijdperk, waarbij kleine verwondingen en veel voorkomende infecties fataal kunnen zijn, ligt op de loer.

Nieuwe medicijnen zijn hard nodig. Echter, terwijl de nieuwe blauwdruk van het bacteriële enzym 'Lnt' hoop biedt voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, het proces van het creëren van effectieve kandidaten is niet eenvoudig.

Ten eerste, soortgelijke enzymen zijn aanwezig bij mensen en andere dieren, dus elk medicijn zou voldoende specifiek moeten zijn om alleen het bacteriële enzym te beïnvloeden. Ten tweede, de biologische structuur van alle geneesmiddelen die zouden binden aan de bacteriële enzymen en deze zouden remmen, is waarschijnlijk vergelijkbaar met de structuur van moleculen die de aangeboren immuunrespons remmen. Met andere woorden, het stoppen van de bacteriën in hun sporen kan ook de natuurlijke reactie van het lichaam op infectie vertragen.

Sprekend over de moeilijkheid bij het ontwerpen van 'silver-bullet'-medicijnen die het tij zouden kunnen keren, en over de volgende stappen in het werk van zijn team, Professor Caffrey voegde toe:"De structurele blauwdrukken die als onderdeel van deze studie zijn gegenereerd, bieden een basis waarop de verschillen tussen het bacteriële enzym en de immuunrespons-eiwitten kunnen worden benut met als doel een medicijn te produceren dat alleen het bacteriële doelwit raakt."