Onderzoekers van Maynooth University hebben, samenwerkend als onderdeel van een internationaal team, een nieuw molecuul gecreëerd dat zou kunnen helpen in de strijd tegen medicijnresistente bacteriën.

Antimicrobiële resistentie (AMR) treedt op wanneer bacteriën, virussen, schimmels en parasieten in de loop van de tijd veranderen en niet langer reageren op medicijnen, waardoor infecties moeilijker te behandelen zijn en het risico op ziekten, ernstige ziekten en overlijden toeneemt. De ontwikkeling van nieuwe manieren om bacteriën te doden is een dringende wetenschappelijke noodzaak, aangezien de meeste conventionele antibiotica in 2050 niet langer effectief zullen zijn als gevolg van de stijgende AMR-niveaus.

Het onderzoek maakte gebruik van de principes van supramoleculaire chemie, een nichewetenschappelijk gebied dat interacties tussen moleculen onderzoekt, om de doorbraak te bereiken. Het allerbelangrijkste is dat de studie moleculen heeft blootgelegd die efficiënt zijn in het doden van bacteriën, maar waarvan de toxiciteit voor gezonde menselijke cellen zeer laag is.

Het nieuwe onderzoek wordt beschreven in Chem , die samenvalt met de World AMR Awareness Week, die loopt van 18 tot 24 november. Deze wereldwijde campagne, geleid door de Wereldgezondheidsorganisatie, heeft tot doel het bewustzijn en begrip van AMR te vergroten in de hoop de opkomst en verspreiding van medicijnresistente infecties te verminderen.

Volgens de meest uitgebreide schatting tot nu toe van de mondiale impact van AMR zijn in 2019 ruim 1,2 miljoen mensen, en mogelijk nog eens miljoenen meer, gestorven als direct gevolg van antibioticaresistente bacteriële infecties. Dit onderzoek kan de weg vrijmaken voor nieuwe benaderingen om dit probleem aan te pakken, dat jaarlijks meer mensen doodt dan HIV/AIDS of malaria.

Hoofdonderzoeker Luke Brennan van de afdeling scheikunde van Maynooth University zei:"We ontdekken nieuwe moleculen en kijken hoe ze zich binden aan anionen, dit zijn negatief geladen chemicaliën die uiterst belangrijk zijn in de context van de biochemie van het leven. We leggen de fundamentele fundamenten die nuttig kunnen zijn bij de bestrijding van verschillende ziekten, van kanker tot cystische fibrose."

Het werk is gebaseerd op het gebruik van synthetische ionentransporters en is de eerste keer dat onderzoekers hebben aangetoond dat een instroom van zout (natrium- en chloride-ionen) in de bacterie een reeks biochemische gebeurtenissen kan veroorzaken die leiden tot bacteriële celdood – zelfs in stammen die resistent zijn tegen de momenteel beschikbare antibiotica zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA).

Co-auteur van het onderzoek Dr. Robert Elmes van het Kathleen Lonsdale Institute for Human Health Research van Maynooth University zegt:"Dit werk laat zien hoe we met behulp van onze aanpak, een soort 'Trojaans paard' dat een instroom van zout in cellen veroorzaakt, effectief resistente cellen kunnen doden bacteriën op een manier die bekende methoden van bacteriële resistentie tegengaat."

Bacteriën werken hard om een ​​stabiele concentratie ionen in hun celmembranen te behouden, en wanneer dit delicate evenwicht wordt verstoord, veroorzaakt dit grote schade aan de normale celfunctie en kunnen de cellen niet overleven.

Elmes zegt:"Deze synthetische moleculen binden zich aan chloride-ionen en wikkelen deze in een 'vetdeken' waardoor deze gemakkelijk kunnen oplossen in de membranen van de bacteriën, waardoor de ionen worden meegenomen en de normale ionenbalans wordt verstoord. Het werk is een geweldig voorbeeld van fundamentele kennis op het gebied van de fundamentele scheikunde die van invloed is op onvervulde behoeften in onderzoek naar de menselijke gezondheid."

Professor Kevin Kavanagh, microbioloog aan de afdeling Biologie van de Maynooth Universiteit, zegt:“De toenemende incidentie van infecties door medicijnresistente bacteriën is een groot probleem. Dit werk is een voorbeeld van hoe scheikundigen en biologen samenwerken om de ontwikkeling van nieuwe antimicrobiële middelen te pionieren. met een aanzienlijk toekomstpotentieel."

Dergelijke resultaten maken de weg vrij voor de potentiële ontwikkeling van aniontransporters als een levensvatbaar alternatief voor de momenteel beschikbare antibiotica, iets dat dringend nodig is omdat het probleem van AMR blijft toenemen.

Meer informatie: Luke E. Brennan et al, Krachtig antimicrobieel effect veroorzaakt door verstoring van de chloridehomeostase, Chem (2023). DOI:10.1016/j.chempr.2023.07.014

Journaalinformatie: Chem

Aangeboden door Maynooth University