Selektiva antibiotika kan göra precisionsbehandling möjlig

Med multiresistenta bakterier som blir mer och mer ett hot, vi är i behov av nya antibiotika nu mer än någonsin. Tyvärr, antibiotika kan inte skilja mellan patogener och fördelaktiga mikrober. De kan förstöra den känsliga balansen i mikrobiomet - vilket resulterar i permanenta skador. Forskargruppen kring kemisten Dr Thomas Boettcher har nu tagit ett betydande steg mot att lösa dessa problem.

I samarbete med teamet kring biolog professor Christof Hauck, även från Konstanz, forskarna upptäckte antibiotiska egenskaper hos en naturprodukt som hittills bara betraktats som en bakteriell signalmolekyl. Laget, inklusive doktorandforskarna Dávid Szamosvári och Tamara Schuhmacher, utvecklat och undersökt syntetiska derivat av den naturliga substansen som visade sig överraskande effektiva mot patogenen Moraxella catarrhalis. I processen hämmades endast tillväxten av dessa patogener, inte tillväxten av andra bakterier.

I ett ytterligare projekt, forskarna lyckas utveckla ett annat selektivt medel för att bekämpa malariaparasiten. Dessa resultat kan leda till en ny grund för nya precisionsantibiotika. Forskningsresultaten publiceras i de aktuella utgåvorna av tidskrifterna Kemisk vetenskap och Kemisk kommunikation .

Lika viktigt som antibiotika är att behandla infektionssjukdomar, de lämnar ett spår av förstörelse i det mänskliga mikrobiomet. Magtarmkanalen efter antibiotikabehandlingar är ett av de minsta problemen i detta sammanhang. Ganska ofta, resistenta patogener ersätter fördelaktiga mikrober. Senare, dessa kan orsaka allvarliga infektionssjukdomar eller kroniska sjukdomar. Dock, inte alla mikrober är farliga. Tvärtom, många mikroorganismer lever i fredlig samexistens med oss, och är till och med avgörande för människors hälsa. Vi människor är sanna mikrokosmos och är värd för fler mikrober än mänskliga celler. Men detta ekosystem, det mänskliga mikrobiomet, är skör. Allergier, övervikt, kroniska inflammatoriska tarmsjukdomar och till och med psykiatriska störningar kan vara resultatet av ett skadat mikrobiom. Frågan är hur vi kan upprätthålla denna ekologiska mångfald vid en mikrobiell infektion?

Forskargruppen studerade ursprungligen signalerna från bakterien Pseudomonas aeruginosa. En förening väckte deras intresse eftersom det starkt selektivt hämmade tillväxten av patogenen Moraxella catarrhalis. Denna patogen orsakar, till exempel, otitis media hos barn samt infektioner hos patienter med kroniskt obstruktiv lungsjukdom. Den syntetiska byggnadsställningen av denna naturprodukt resulterade i en ny sammansatt klass med enorm antibiotisk effektivitet. Det som verkligen var förvånande var ämnets selektivitet:Endast tillväxten av Moraxella catarrhalis hämmades, inte för andra bakterier. Även närbesläktade bakterier från samma art förblev helt opåverkade.

För närvarande, Thomas Boettcher och Christof Hauck undersöker verkningsmekanismen för detta mycket selektiva antibiotikum mot patogenen Moraxella catarrhalis. Antibiotika med sådan selektivitet skulle möjliggöra precisionsbehandling och specifikt eliminera patogener samtidigt som mångfalden av fördelaktiga mikrober bevaras.

I ett annat aktuellt projekt, beskrivs i tidningen Kemisk kommunikation , forskargruppen kring Thomas Boettcher och doktorandforskaren Dávid Szamosvári, i samarbete med forskare från Duke University (USA), lyckats utveckla mycket selektiva medel mot malariaparasiten. Dessa inspirerades också av Naturens exempel och laget skapade roman, tidigare oskrevna kinolonsystem. En förening visade sig vara extremt specifik för en kritisk stadion i malariaparasitens livscykel. I början, denna parasit sätter sig i levern innan den invaderar blodkroppar. Forskarna kunde rikta och eliminera parasiten vid detta stadium av malaria. De nya resultaten kan nu användas för målinriktad forskning och utveckling av selektiva behandlingar för att bekämpa malaria baserat på nya klasser av kemiska föreningar.

• Leverfunktion kan vara viktig vid risken för Alzheimers sjukdom
• Mycket känslig sniff-cam för att upptäcka sjukdomsbiomarkörer