I ricercatori studiano come l'antibiotico prodotto dal microbiome uccide i batteri

Un gruppo di ricerca dalle università di Tübingen e di Göttingen come pure dal centro tedesco per la ricerca di infezione ha studiato il modo di atto di nuova classe di antibiotici che è altamente efficace contro gli agenti patogeni multidrug-resistenti. I cosiddetti fibupeptides alterano l'approvvigionamento di energia alla cella batterica, conseguentemente causante la loro morte. I risultati della ricerca sono stati pubblicati recentemente nel giornale Angewandte Chemie.

Nel 2016, in uno studio ampiamente riconosciuto, un gruppo di ricerca da Tübingen piombo da prof. Andreas Peschel ha scoperto il primo fibupeptide. È prodotto dal microbiome stesso e dagli scienziati definiti lugdunin, nominante lo dopo i batteri di lugdunensis dello stafilococco che producono la sostanza e risiedono nelle mucose del radiatore anteriore umano. Lugdunin ha una struttura chimica insolita e conseguentemente costituisce un prototipo potenziale per una classe completamente nuova di antibiotici. Fra l'altro, è efficace contro un tipo di batteri meticillina-resistenti chiamati Staphylococcus-aureus (MRSA), che sono particolarmente pericolosi per gli esseri umani. Sono temuti specialmente in ospedali in cui mirano spesso ai pazienti immunocompromised. Secondo uno studio pubblicato nelle malattie infettive di The Lancet del giornale nel novembre 2018, circa 670.000 infezioni con gli agenti patogeni multidrug-resistenti con 33.000 morti pazienti sono state registrate nel 2015 nell'UE da solo.

I ricercatori ora hanno sintetizzato le variazioni chimiche di lugdunin ed hanno determinato gli elementi chimici strutturali responsabili dei sui effetti, che egualmente danno le indicazioni del modo dell'antibiotico di atto. “Ogni cella batterica richiede un cosiddetto potenziale di membrana per vivere,„ spiega lo scellino. “Questo significa che un agente patogeno ha bisogno delle concentrazioni differenti di particelle elettronicamente fatte pagare nella cella confrontata ai sui dintorni esterni. Fibupeptides come lugdunin può trasportare positivamente - gli idrogenioni fatti pagare attraverso la membrana e conseguentemente dissipare questo potenziale di membrana, con conseguente genere di fermata di energia,„ spiega il ricercatore. Di conseguenza, i dadi batterici delle cellule.

Verificare la struttura di immagine di specchio

L'aumento di resistenza a antibiotici è il trattamento sempre più provocatorio delle infezioni batteriche. Molti di nuovi antibiotici corrente usati sono soltanto marginalmente differenti agli antibiotici contro cui la multidrug-resistenza conosciuta già esiste. Può appena essere una questione di tempo di corto periodo affinchè queste nuove droghe diventi inefficace.

Di conseguenza, c'è un interesse enorme in nuove strutture antibiotiche come lugdunin e nei loro modi di atto.„

Stephanie Grond, il professor per chimica organica e ricerca composta naturale all'università di Tübingen

“Lugdunin ha una struttura unica,„ lei spiega, “consistendo di un anello delle particelle elementari dell'amminoacido (una struttura del peptide) con un'obbligazione caratteristica incorporata dell'zolfo-azoto, definita tiazolidina, che somiglia ad un catenaccio dell'ornamento (definito “perone„ nel Latino). Ecco perché questa nuova classe di agenti è stata nominata fibu-peptidi. L'anello speciale della tiazolidina è una delle strutture che sono essenziali per l'effetto antibatterico.

Per identificare le strutture responsabili dell'effetto antibiotico dei lugdunin, il gruppo dei ricercatori ha sintetizzato i numerosi derivati del lugdunin, cambianti gradualmente le parti della struttura chimica e determinanti l'attività antibiotica ad ogni punto. “In generale, molti degli antibiotici conosciuti del peptide hanno effetti molto specifici,„ spiega lo scellino di Nadine, “per esempio, la loro struttura permette loro di legare agli enzimi e di bloccare le vie richieste per sviluppare le nuove celle batteriche.„ Tuttavia, il lugdunin è differente, poichè un esame con la sua struttura di immagine di specchio ha provato.

“Una sostanza e la sua struttura di immagine di specchio possono essere pensate come a destra e ad una mano sinistra. Non sono identiche, appena come una mano sinistra non inserirà in un guanto di mano destra e le sostanze conseguentemente hanno effetti differenti nello spazio,„ il ricercatore spiega. “Tuttavia, l'effetto antibiotico è rimanere identicamente in una struttura chimicamente sintetizzata di immagine di specchio di lugdunin. Potremmo conseguentemente eliminare che l'effetto antibiotico è basato sulle interazioni spaziali.„ Una mancanza di interazioni spaziali è vantaggiosa per evitare la resistenza e non è stato possibile creare finora la resistenza a lugdunin negli stati del laboratorio.

Estesi preclinici ed i test clinici sono richiesti di delucidare se i fibupeptides possano essere utilizzati come agenti terapeutici del candidato nel futuro. I ricercatori coinvolgere intendono scoprire se il lugdunin e le sostanze relative sono efficaci e sicuri per il trattamento degli agenti patogeni multidrug-resistenti. Le indagini stanno effettuande al cluster “microbi gestenti di eccellenza di Tübingen per combattere le infezioni„, iniziate all'inizio del 2019 ed altre reti.

Sorgente:

Centro tedesco per ricerca di infezione

Riferimento del giornale:

Grond, 2019) Lugdunin analoghi sintetici dello S. et al. (rivela i motivi strutturali essenziali per atto antimicrobico e la capacità dello spostamento di Proton. Angewandte Chemie. doi.org/10.1002/anie.201901589.