Onderzoekers van de North Carolina State University hebben een analoog van lipoxazolidinon A gesynthetiseerd, een klein molecuul dat effectief is tegen resistente bacteriën zoals MRSA. Dit molecuul, een nieuwe synthetische verbinding geïnspireerd op een natuurlijk product, zou een nuttig chemisch hulpmiddel kunnen zijn voor het bestuderen van andere Gram-positieve infecties en kan implicaties hebben voor de toekomstige creatie van geneesmiddelen.

Lipoxazolidinon A is een natuurlijk product dat eerder werd geïsoleerd uit bacteriën die in mariene sedimenten leven. Het is een secundaire metaboliet - een klein molecuul geproduceerd door de bacteriën dat niet de sleutel is tot zijn overleving, maar wordt geproduceerd voor een secundair doel, zoals verdediging. Toen lipoxazolidinon A aanvankelijk werd geïsoleerd, onderzoekers merkten op dat het effectief leek tegen Gram-positieve bacteriën, zoals MRSA.

NC State-chemicus Joshua Pierce wilde die oorspronkelijke bevindingen bevestigen en begrijpen hoe de structuur van het molecuul correleerde met zijn functie; Kortom, hij wilde het molecuul opnieuw creëren om te zien welke delen direct verantwoordelijk waren voor de antimicrobiële eigenschappen en vervolgens die structuur mogelijk verbeteren.

Doorboren, samen met de huidige NC State-afgestudeerde student Kaylib Robinson en oud-studenten Jonathan Mills en Troy Zehnder, gebruikte nieuwe chemische hulpmiddelen om lipoxazolidinon A in het laboratorium te synthetiseren. Ze konden bevestigen dat de chemische structuur overeenkwam met wat de eerste onderzoekers hadden aangegeven, daarna probeerden ze het deel van het molecuul te identificeren dat verantwoordelijk was voor de activiteit tegen Gram-positieve bacteriën. Hun resultaat was een verbinding met verbeterde potentie, JJM-35.

Ze testten JJM-35 tegen een panel van resistente en niet-resistente bacteriën. Wanneer getest tegen MRSA in vitro, ze ontdekten dat het gesynthetiseerde molecuul tot 50 keer effectiever was dan het natuurlijke product tegen verschillende bacteriestammen. Aanvullend, ze ontdekten dat het molecuul vaak effectiever was tegen resistente bacteriestammen dan tegen niet-resistente stammen.

"Een opwindend bijkomend aspect van dit werk was dat we hebben vastgesteld dat deze moleculen kunnen functioneren door direct of indirect meerdere biosynthetische routes te remmen, ", zegt Pierce. "Dit betekent dat bacteriën moeite kunnen hebben om resistentie te ontwikkelen tegen mogelijke medicijnen die uit deze moleculen zijn ontwikkeld."

Hoewel er meer werk nodig is, Pierce hoopt dat JJM-35 en vergelijkbare verbindingen kunnen worden gebruikt als hulpmiddelen om andere Gram-positieve bacteriën te bestuderen en een platform te bieden voor de ontwikkeling van een nieuwe klasse van anti-infectieuze middelen.

"Op dit punt, we hebben een chemische steiger - een startstuk van de puzzel. We weten dat dit stuk effectief is, en dus zijn alle inspanningen nu gericht op het evalueren van de eigenschappen van deze moleculen en hun in vivo werkzaamheid, " zegt Pierce. "De hoop is dat we op deze steiger kunnen voortbouwen om geneesmiddelen te creëren die effectief zijn tegen MRSA en andere resistente bacteriën in een tijd van grote behoefte aan antimicrobiële ontwikkeling, terwijl ook het werkingsspectrum wordt vergroot."

Het onderzoek verschijnt in het tijdschrift Angewandte Chemie .