Lysines zijn enzymen die door bacteriofagen worden geproduceerd om de bacteriecellen open te breken tijdens de behandeling van infecties, en hebben potentieel aangetoond als een nieuwe klasse van antimicrobiële stoffen. Een groot voordeel van lysines is dat ze een snelle en gerichte doding mogelijk maken tegen een specifieke bacterie naar keuze zonder resistentie op te wekken.
De opkomst van multiresistente bacteriën heeft zelfs kleine bacteriële infecties ongeneeslijk gemaakt door veel bestaande antibiotica, met minstens 700, 000 sterfgevallen per jaar als gevolg van resistente ziekten volgens de Wereldgezondheidsorganisatie.
In een paper getiteld "Engineered Lysins with Customized Lytic Activities Against Enterococci and Staphylococci", onlangs gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Grenzen in de microbiologie , het SMART AMR-team demonstreert een van de methoden om het lytische spectrum van gemanipuleerde lysines aan te passen.
De studie laat zien hoe SMART's gemanipuleerde lysines in staat waren om selectief bacteriën zoals stafylokokken te doden, Enterococcus fecalis, terwijl de Enterococcus fecium-bacteriën van hetzelfde geslacht ongedeerd blijven. Dit is het eerste rapport van een chimeer lysine dat zowel bacteriën van meerdere geslachten kan targeten als selectief één bacteriesoort binnen een geslacht kan doden boven een andere.
Het menselijk lichaam bevat biljoenen bacteriën, die het microbioom vormen, en de meerderheid van de bacteriën is onschadelijk of heilzaam voor ons. Wat er gebeurt als we een antibioticakuur volgen, is dat de antibiotica alle bacteriën doden, waardoor we kwetsbaar zijn voor een ergere herinfectie nadat we de antibioticakuur hebben voltooid. Omdat lysines het microbioom respecteren en alleen de slecht pathogene bacteriën elimineren, ze zijn een veelbelovend alternatief voor de behandeling van bacteriële infecties."
Dr. Boon Chong Goh, AMR Research Scientist en corresponderende auteur van het artikel
Bekroond met de Ignition and Innovation Grants van het SMART Innovation Centre, Het team van Dr. Goh heeft de basis gelegd voor een technologieplatform door de lysines te produceren en in vitro te testen, en zijn bezig met het ontwikkelen van een reeks technieken om de lysines te ontwikkelen.
"Aangezien lysines in wezen eiwitten zijn, ze kunnen worden ontworpen en in massa worden geproduceerd, " zegt mevrouw Hana Sakina Bte Muhammad Jai, hoofdauteur van de paper en Laboratory Assistant onder het team van Dr. Goh bij SMART. "Onze studie laat duidelijk zien hoe het modificeren van deze eiwitten zich vertaalt in verbeteringen van hun specificiteit en antibacteriële activiteiten"
"In het labortorium, we hebben waargenomen dat zodra een kleine hoeveelheid lysine is toegevoegd, het duurt slechts 30 minuten om de bacteriën volledig te doden, waardoor ze een zeer veilige en efficiënte keuze zijn voor het verwijderen van ongewenste bacteriën, " zegt mevrouw Linh Chi Dam, de co-eerste auteur van het papier en laboratoriumtechnoloog onder het team van Dr. Goh bij SMART. "Hoewel ontwikkelingen in de productie van op maat gemaakte lysines grote gevolgen zouden hebben voor de farmaceutische industrie waar lysines kunnen worden gebruikt om bacteriële infecties te behandelen, huidverzorgings- en consumentenverzorgingsindustrieën zouden ook baat hebben bij het gebruik van lysines als een gericht middel om ongewenste bacteriën uit hun producten te verwijderen."
Het onderzoek wordt uitgevoerd door SMART en ondersteund door de National Research Foundation (NRF) Singapore in het kader van haar Campus for Research Excellence And Technological Enterprise (CREATE)-programma. Het SMART AMR-team heeft onlangs ook de Intra-CREATE Seed Collaboration Grant ontvangen om lysines te onderzoeken die gericht zijn op Gram-negatieve bacteriën zoals, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, en Klebsiella pneumoniae.