Nowy antybiotyk odkryty w kanadyjskim ogródku

Wytwarzana przez bakterie glebowe lariocydyna to peptydowy antybiotyk, który zabija większość antybiotykoopornych bakterii w nietypowy sposób atakując ich rybosomy – informuje „Nature”

Lariocydyna to peptyd, którego złożona z kilku aminokwasów cząsteczka przypomina kształtem lasso – z pętlą aminokwasów na jednym końcu i przewleczonym przez nią „ogonem”. Odkryto ją w bakteriach Paenibacillus zebranych w ogródku jednego z biorących udział w badaniach kanadyjskich naukowców.

Okazała się skuteczna przeciwko kilku różnym drobnoustrojom odpowiedzialnym za śmiertelne infekcje. Naukowcy z UIC – University of Illinois w Chicago (USA) współpracujący z McMaster University (Kanada) ustalili, jak działa nowy antybiotyk i dlaczego lek unika oporności bakterii.

„Świętym Graalem w tej dziedzinie jest znalezienie antybiotyku, który wiąże się z nowym miejscem docelowym, ma nowy mechanizm działania i nową strukturę, w porównaniu do antybiotyków znanych wcześniej” — powiedział Alexander Mankin, profesor nauk farmaceutycznych na UIC. „Lariocydyna spełnia wszystkie te cele” – dodał.

Gdy naukowcy z McMaster zaobserwowali, że lariocydyna może zabić kilka chorobotwórczych drobnoustrojów, podjęli współpracę z UIC, aby zbadać, jak działa. W eksperymentach biochemicznych i strukturalnych zespół odkrył, że lariocydyna wiąże się z rybosomem (komórkową fabryką produkującą nowe białka) i blokuje go.

„Znaleźliśmy nowe zadanie dla tych peptydów o kształcie lasso — zaznaczył dr Dmitrii Travin z UIC. – Nikt nie wiedział, że peptydy lasso mogą wiązać się z rybosomem i zabijać bakterie, nie pozwalając im na wytwarzanie nowych białek”.

Ponieważ lariocydyna wiąże się z rybosomami w innym miejscu niż dotychczas stosowane antybiotyki, unika obrony, którą bakterie dotychczas wykształciły.

Unikalna struktura peptydu może również pomóc przezwyciężyć inny powszechny mechanizm ochronny bakterii. Aby związać się z rybosomem, antybiotyk musi najpierw dostać się do komórki bakteryjnej. Wiele leków przedostaje się dzięki transporterom działającym w błonie komórkowej, ale bakterie mogą je zmienić lub usunąć, aby zablokować działanie leku.

Natomiast lariocydyna ma silny elektryczny ładunek dodatni, który prawdopodobnie pozwala jej przejść przez błonę komórkową bez użycia transporterów. Dlatego cząsteczka ta jest antybiotykiem o szerokim spektrum działania.

Naukowcy badali dodatkowo wariant lariocydyny, który przyjmuje bardziej złożony trójwymiarowy kształt, zawijając „ogon”, aby przypominał precla. Zdaniem autorów ta jeszcze bardziej stabilna struktura może być najbardziej obiecującym kandydatem do rozwoju klinicznego. Analiza bioinformatyczna dostępnych genomów bakteryjnych sugeruje, że w naturze mogą istnieć inne peptydy lasso i precel, które atakują rybosomy, a które dopiero zostaną odkryte.

Paweł Wernicki (PAP)