Chemische onderzoekers van de Universiteit van Colorado hebben een nieuwe manier ontwikkeld om een ​​natuurlijk voorkomende antibiotische verbinding te synthetiseren en te optimaliseren die ooit zou kunnen worden gebruikt om dodelijke medicijnresistente infecties te bestrijden, zoals Staphylococcus aureus, algemeen bekend als MRSA.

Antibioticaresistente infecties treffen jaarlijks meer dan 2 miljoen mensen en resulteren in meer dan 23, 000 doden per jaar in de VS, volgens de Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Een studie uit 2018 door de Europese tegenhanger van de CDC wees uit dat resistente superbacteriën verantwoordelijk waren voor 33, 000 doden in heel Europa in 2015.

Onderzoekers hebben eerder thiopeptiden geïdentificeerd, een natuurlijk voorkomende antibiotische verbinding, als een veelbelovende studierichting. Thiopeptiden hebben in beperkte onderzoeken enige effectiviteit aangetoond tegen MRSA en bepaalde andere bacteriesoorten, maar hun structurele diversiteit maakt het moeilijk om de moleculen te synthetiseren op een schaal die groot genoeg is voor therapeutisch gebruik.

Om beter gebruik te maken van thiopeptiden, CU Boulder-onderzoekers gingen terug naar de basis en onderzochten eerdere aannames over de fundamentele chemische eigenschappen van deze moleculen.

"We hebben de structurele overeenkomsten van deze thiopeptiden opnieuw geëvalueerd in het licht van de huidige superbacteriën, omdat niemand ze had bekeken en geanalyseerd in een moderne context, " zei Maciej Walczak, hoofdauteur van het nieuwe onderzoek en een assistent-professor in CU Boulder's Department of Chemistry.

De onderzoekers vonden een nieuwe katalysator uit om reacties aan te sturen die de synthese van de thiopeptiden vergemakkelijken en de essentiële steiger vormen die nodig is om de bacteriegroei in te perken. Hun inspanningen resulteerden in twee nieuwe algemeen representatieve antibiotica:micrococcin P1 en thiocilline I. De verbindingen zijn efficiënt, schaalbaar en produceren geen schadelijke bijproducten.

"De resultaten overtroffen onze verwachtingen, " zei Walczak. "Het is een zeer zuivere reactie. Het enige geproduceerde afval is water en het feit dat dit een zeer groene methode is, kan in de toekomst belangrijk zijn naarmate de technologie groter wordt."

De studie, die werd gefinancierd door de National Science Foundation en co-auteur van CU Boulder postdoctoraal onderzoeker Siddhartha Akasapu en afgestudeerde studenten Aaron Hinds en Wyatt Powell, werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Chemische Wetenschappen .

De nieuwe chemische synthesemethodologie is slechts een startpunt, zei Walczak. Hij en zijn collega's zijn van plan hun bevindingen te gebruiken als een platform voor het selecteren en rantsoeneren van delen van de thiopeptide-moleculen om hun eigenschappen te optimaliseren en ze breed toe te passen op andere bacteriële klassen.

De antibiotische verbindingen zullen klinische proeven moeten voltooien voordat ze kunnen worden goedgekeurd voor menselijk gebruik, een proces dat vele jaren kan duren. Nog altijd, de behoefte aan wetenschappelijke innovatie op het gebied van antibioticaresistente superbacteriën is groter dan ooit, zei Walczak.

"Resistentie tegen meerdere geneesmiddelen is een belangrijk wereldwijd gezondheidsprobleem en dat zal de komende jaren nog groter worden. " hij zei.