Nu medicijnresistente infecties toenemen en de ontwikkeling van nieuwe antibiotica afneemt, de wereld zou een nieuwe strategie kunnen gebruiken in de strijd tegen steeds sluwere bacteriën. Nutsvoorzieningen, Chemici van Stanford melden 2 november in de Tijdschrift van de American Chemical Society een mogelijke oplossing:een kleine moleculaire aanhechting die conventionele antibiotica helpt hun doelwitten binnen te dringen en te vernietigen.

De bijlage, bekend als r8, helpt antibiotica door de buitenste afweer van een bacterie te leiden en moedigt ze aan om te blijven hangen, zei Alexandra Antonoplis, een afgestudeerde student scheikunde en co-hoofdauteur met collega-afgestudeerde scheikundestudent Xiaoyu Zang. Die penetratie en vasthoudendheid helpen bacteriën te doden, zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus, of MRSA, dat artsen anders moeite zouden hebben om te stoppen.

Inderdaad, het toevoegen van r8 aan vancomycine, een eerstelijnsverdediging tegen MRSA, maakte het nieuwe medicijn honderden keren effectiever, volgens experimenten uitgevoerd door Antonoplis, Zang, en hun adviseurs, Lynette Cegelski, een universitair hoofddocent scheikunde, en Paul Wender, de Francis W. Bergstrom hoogleraar scheikunde. Dezelfde strategie, de onderzoekers geloven, zou naast MRSA ook van toepassing kunnen zijn op andere medicijnen en infecties.

"Je hoeft geen nieuw medicijn uit te vinden. Je moet gewoon de problemen met bestaande medicijnen oplossen, " zei Wender, die ook lid is van Stanford Bio-X, het Stanford Cancer Institute, en Stanford ChEM-H.

Het MRSA-probleem

Op lange termijn, de nieuwe aanpak zou goed nieuws kunnen zijn voor volksgezondheidsfunctionarissen die moeite hebben met het omgaan met antibioticaresistente infecties zoals MRSA. die infectie, die vaak begint als een huidinfectie, veroorzaakt meer dan de helft van de ziekenhuisinfecties in Azië en Amerika, en het is de belangrijkste doodsoorzaak onder antibioticaresistente infecties.

"Het is een wereldwijd gezondheidsprobleem, en we hebben nieuwe behandelstrategieën nodig, door de toenemende opkomst van bacteriën die resistent zijn tegen antibiotica en het beperkte aantal antibiotica in onze pijplijn, " zei Cegelski, die ook lid is van Stanford Bio-X en Stanford ChEM-H. Volgens een rapport, het aantal nieuwe door de FDA goedgekeurde antibiotica is de afgelopen drie decennia met 90 procent gedaald. De huidige eerstelijnsbehandeling voor MRSA is sinds 1958 in gebruik.

Die eerstelijnsbehandeling, het antibioticum vancomycine, kan in sommige gevallen voorkomen dat MRSA zich verspreidt door de constructie van nieuwe bacteriële celwanden te voorkomen, waardoor de bacteriën zich niet kunnen voortplanten.

Maar vancomycine is grotendeels nutteloos tegen twee van de belangrijkste verdedigingsmechanismen van de bacterie. Eerst, MRSA heeft de neiging om biofilms te vormen, kolonies van de bacteriën ingebed in een beschermend membraan waar medicijnen moeilijk doorheen kunnen dringen. Tweede, MRSA-bacteriën kunnen gedurende langere tijd inactief zijn, gedurende die tijd werkt vancomycine niet - wat betekent dat artsen een antibioticum nodig hebben dat kan blijven hangen totdat de MRSA-bacteriën beginnen te ontwaken.

Belegeringstactieken met antibiotica

De oplossing, het Stanford-team geloofde, ligt niet in het ontwerpen van een antibioticum van de grond af aan, maar eerder in het modificeren van vancomycine met r8 om het te helpen breken in een biofilm en lang genoeg rond te blijven hangen om cellen aan te vallen zodra ze ontwaken.

Om vancomycine te testen met de bijgevoegde r8, genaamd V-r8, het team zette zowel het als vancomycine tegen MRSA in een vrij zwevende toestand en in biofilms. Toen bacteriën vrij rondzweven in een vloeistof, zowel vancomycine als V-r8 waren in staat om de meeste bacteriën te doden. Maar in biofilms, V-r8 was ongeveer 10 keer effectiever, wat aantoont dat het een biofilm kan binnendringen en bacteriën binnenin kan doden. V-r8 klampte zich ook twee keer zo goed vast aan MRSA-bacteriën als aan vancomycine en was veel effectiever bij het binnendringen van MRSA-cellen, wat suggereert dat het lang genoeg kan blijven hangen om slapende cellen te doden.

Die experimenten, echter, werden allemaal uitgevoerd in laboratoriumschalen. Om te zien hoe V-r8 het zou doen bij een echte infectie, het team behandelde muizen die waren geïnfecteerd met MRSA met zowel V-r8 als vancomycine. De nieuwe versie, ze vonden, doodde ongeveer 97 procent van de bacteriën na vijf uur, ongeveer zes keer effectiever dan vancomycine zonder de r8-bijlage.

De resultaten betekenen niet dat een nieuw antibioticum rechtstreeks naar de kliniek gaat, zelfs voor testen - dat is waarschijnlijk nog jaren verwijderd. Nog altijd, Wender zei, ze suggereren wel een nieuwe manier om antibiotica te bouwen:door bestaande antibiotica aan te passen met synthetische componenten om ze nieuwe mogelijkheden te geven, zoals het vermogen om biofilms te doorbreken.

Het team is vervolgens van plan om de medicijnmodificerende strategie in andere bacteriën te testen in de hoop vergelijkbare resultaten te vinden en een weg vooruit in het omgaan met antibioticaresistentie.

"Dit was nog maar de eerste poging, ' zei Cegelski.