Nieuwe klasse antibiotica ontdekt
Geplaatst: wo 19 sep 2018, 10:58
De afgelopen vijftig jaar is er, ondanks uitvoerig onderzoek, geen nieuwe klasse antibiotica ontdekt en goedgekeurd. Tegelijkertijd worden wel steeds meer bacteriestammen resistent tegen de reguliere antibiotica, een evolutionair proces dat versneld wordt door overmatig en verkeerd gebruik binnen de geneeskunde en de landbouwsector. In een recent onderzoek is er een nieuw molecuul ontdekt dat mogelijk tegen Gram-negatieve bacteriën ingezet kan worden.
De meeste antibiotica doden bacteriën door diens celwand te verzwakken of door de productie van bepaalde eiwitten te voorkomen. Sommige bacteriën zijn over de tijd geëvolueerd en resistent geworden tegen de reguliere antibiotica. Omdat antibiotica op grote schaal wordt toegepast, sterven niet-resistente stammen op den duur uit terwijl de resistente stammen de kans krijgen zich te verspreiden en te overleven. Dit lijkt onschuldig, maar kan er in de toekomst voor zorgen dat keelontstekingen en urineweginfecties mogelijk serieuze, dodelijke ziekten kunnen worden. Vooral Gram-negatieve bacteriën zijn lastig te verslaan omdat ze twee onderscheiden buitenmembranen bevatten. Door de eigenschappen van deze membranen zijn de bacteriën goed in staat zichzelf te beschermen tegen de effecten van antibiotica.
Het potentieel nieuwe antibioticum, genaamd G0775, gebruikt een andere tactiek dan de reguliere antibiotica. Het inhibeert het enzym bacterieel type I signal peptidase (SPase) in het celmembraan (Afb. 1), wat normaal de bacterie helpt om eiwitten uit te scheiden. Als SPase geblokkeerd is, zullen de uit te scheiden eiwitten accumuleren in het celmembraan en zal er uiteindelijk voor zorgen dat het celmembraan uitbarst. Dit uitbarsten heeft tot gevolg dat de bacterie dood gaat.
Afbeelding 1. Grafisch overzicht van de inhibitie van bacterieel type I signal peptidase.
Bron: Craney & Romesberg (2015). Bioorg Med Chem Lett, 25(21), 4761-66.
In onderzoek in verschillende modellen, zoals gekweekte cellen en muizen, doodde het molecuul verscheidene Gram-negatieve bacteriën, waaronder de poepbacterie E. coli en de ziekenhuisbacteriën <i>K. pneumoniae</i> en P. aeruginosa. Ook blijkt het molecuul in staat om stammen te elimineren die resistent zijn tegen meerdere antibiotica soorten. Bovendien schijnt de kans op spontane resistentie tegen G0775 laag te zijn.
Het molecuul kan momenteel nog niet toegepast worden op mensen en kan eigenlijk nog geen antibioticum genoemd worden. Voordat dat zover is zullen er waarschijnlijk eerst nog aanvullende preklinische onderzoeken en daarna clinical trials gedaan moeten worden. Daarnaast zal het geen permanente oplossing bieden voor de groeiende problematiek van antibiotica resistentie. Zodra dit molecuul op grote schaal toegepast wordt, zullen er bacteriestammen zijn die middels willekeurige mutatie (evolutie) resistentie opbouwen en daardoor kans krijgen zich te verspreiden en te overleven. Maar voor nu is het een grote stap in de goede richting en hebben we binnenkort mogelijk een nieuw antibioticum waarmee we de problemen ten gevolge van resistentie (tijdelijk) de halt kunnen toeroepen.
Meer lezen hierover?
De meeste antibiotica doden bacteriën door diens celwand te verzwakken of door de productie van bepaalde eiwitten te voorkomen. Sommige bacteriën zijn over de tijd geëvolueerd en resistent geworden tegen de reguliere antibiotica. Omdat antibiotica op grote schaal wordt toegepast, sterven niet-resistente stammen op den duur uit terwijl de resistente stammen de kans krijgen zich te verspreiden en te overleven. Dit lijkt onschuldig, maar kan er in de toekomst voor zorgen dat keelontstekingen en urineweginfecties mogelijk serieuze, dodelijke ziekten kunnen worden. Vooral Gram-negatieve bacteriën zijn lastig te verslaan omdat ze twee onderscheiden buitenmembranen bevatten. Door de eigenschappen van deze membranen zijn de bacteriën goed in staat zichzelf te beschermen tegen de effecten van antibiotica.
Het potentieel nieuwe antibioticum, genaamd G0775, gebruikt een andere tactiek dan de reguliere antibiotica. Het inhibeert het enzym bacterieel type I signal peptidase (SPase) in het celmembraan (Afb. 1), wat normaal de bacterie helpt om eiwitten uit te scheiden. Als SPase geblokkeerd is, zullen de uit te scheiden eiwitten accumuleren in het celmembraan en zal er uiteindelijk voor zorgen dat het celmembraan uitbarst. Dit uitbarsten heeft tot gevolg dat de bacterie dood gaat.
Afbeelding 1. Grafisch overzicht van de inhibitie van bacterieel type I signal peptidase.
Bron: Craney & Romesberg (2015). Bioorg Med Chem Lett, 25(21), 4761-66.
In onderzoek in verschillende modellen, zoals gekweekte cellen en muizen, doodde het molecuul verscheidene Gram-negatieve bacteriën, waaronder de poepbacterie E. coli en de ziekenhuisbacteriën <i>K. pneumoniae</i> en P. aeruginosa. Ook blijkt het molecuul in staat om stammen te elimineren die resistent zijn tegen meerdere antibiotica soorten. Bovendien schijnt de kans op spontane resistentie tegen G0775 laag te zijn.
Het molecuul kan momenteel nog niet toegepast worden op mensen en kan eigenlijk nog geen antibioticum genoemd worden. Voordat dat zover is zullen er waarschijnlijk eerst nog aanvullende preklinische onderzoeken en daarna clinical trials gedaan moeten worden. Daarnaast zal het geen permanente oplossing bieden voor de groeiende problematiek van antibiotica resistentie. Zodra dit molecuul op grote schaal toegepast wordt, zullen er bacteriestammen zijn die middels willekeurige mutatie (evolutie) resistentie opbouwen en daardoor kans krijgen zich te verspreiden en te overleven. Maar voor nu is het een grote stap in de goede richting en hebben we binnenkort mogelijk een nieuw antibioticum waarmee we de problemen ten gevolge van resistentie (tijdelijk) de halt kunnen toeroepen.
Meer lezen hierover?