A sejtfalat szétroncsolva pusztítja el a baktériumokat az új magyar antibiotikum.

A WHO előrejelzése szerint 2050-re retteghetünk a szuperbaktériumoktól, mert vezető halálok lehet a hagyományos antibiotikumoknak ellenálló mikroorganizmusok miatt kialakuló fertőzés. Az ellenük való küzdelemhez új típusú, egyedi hatásmódú vegyületekre van szükség. A HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont (HUN-REN TTK) kutatói most egy reményteli új irány felé indultak. A WHO első, 2020-as átfogó elemzése már korábban kimutatta, hogy a rezisztens baktériumok 1,27 millió halálesetet okoztak 2019-ben. Sajnos ez a szám évről-évre sokszorozódik. Az egyik út a szuperbaktériumokkal vívott küzdelemben az úgynevezett fágterápia, amikor vírussal ölik meg azokat. Ilyen irányú kutatásokat végeznek például a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban. A másik ígéretes lehetőség pedig a teljesen új hatásmechanizmusú antibiotikumok kifejlesztése. Ilyen lehet a sejtfalat szétroncsolva pusztító új magyar antibiotikum.

Beke-Somfai Tamás, a HUN-REN TTK Biomolekuláris Önrendeződés Kutatócsoportjának vezetője az új felfedezésről beszámolva elmondta, hogy a baktériumok kissejtű rendszerei elképesztően adaptívak. Olykor egy komplett kolónia épül fel egyetlen éjszaka alatt. Sőt, a legfrissebb kutatások szerint bizonyos baktériumok a halálukkor nanométeres nagyságú „riasztógömböket” választanak ki magukból, átadva ezzel a túléléshez szükséges tudást társaiknak. Ez a hihetetlen alkalmazkodóképesség is azt vetíti előre, hogy több irányból kell a harcot felvenni a szuparbaktériumokkal szemben.

Az emberi szervezetben is vannak természetes alapú peptidek, ezeket antimikrobiális peptideknek hívjuk.

A kutatócsoport most olyan szupramolekuláris szerkezeteket – tulajdonképpen új antibiotikumot – tervezett, amelyek ötvözik a természetes peptidek baktériumölő mechanizmusait a nem természetes vegyületek kedvező biostabilitásával. Eddig nem tudták igazán megfigyelni, „miként támadnak” a peptidek. A magyaroknak viszont – transzmissziós, illetve krio-elektronmikroszkóp segítségével – sikerült végigkövetni, hogyan rendeződnek ezek, a baktériumsejtek felszínén, szupramolekuláris szerkezetekbe.

„A felvételek szerint a képződő lamellák – mintha kések lennének – belenőnek a sejtfalba és behatolnak a baktérium belsejébe. A sejtfal átszúrása szivárgást okoz, ami végül a baktérium pusztulásához vezet. A képanalízis azt is megmutatta, hogy a baktériumsejtbe behatoló lamellákból meglepően kevés is elegendő a sejtfalkárosító hatáshoz. Ráadásul a tesztek alapján a peptidek a baktériumok növekedését már rendkívül kis koncentrációban gátolják” – foglalta össze az eredményeket Beke-Somfai Tamás.

A mikroszkópos képek és molekuladinamikai szimulációk megerősítették, hogy a peptid-alapú lamellák képződése a foszfátcsoportokkal való kölcsönhatáson alapul. Már egyszerű szervetlen foszfátionok jelenlétében is olyan sávos lamelláris morfológiák alakulnak ki, amelyekben az egyes sávok két-két peptidrétegből épülnek fel. Ezeket foszfátionok kötik össze és hidrogénkötések stabilizálják.

A HUN-REN TTK kutatóinak munkája több szempontból is innovációnak számít. Egyrészt sikeresen terveztek egy olyan peptid alapú antibiotikumot, amely célzottan a baktériumsejtekhez kötődve in-situ aktiválódik. Másrészt ők az elsők, akiknek sikerült közvetlen vizuális betekintést nyerni a baktériumölő peptidek működésébe.