Z chińskiej kopalni do laboratorium: nowa broń przeciwko MRSA i VRE

Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Uniwersytet Wiedeński i Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) odkrył nowy glikopeptydowy antybiotyk o nazwie Saarvienin A. Wyniki badań opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Angewandte Chemie International Edition prezentują substancję o silnym działaniu przeciwko szczepom bakterii opornych na wiele dostępnych leków.

Antybiotykooporność: globalne zagrożenie zdrowia publicznego

Infekcje wywoływane przez antybiotykooporne bakterie stale rosną, a WHO ostrzega, że bez nowych skutecznych leków nawet powszechne dziś choroby mogą ponownie stać się śmiertelne. Eksperci przewidują, że do 2050 roku roczna liczba zgonów z powodu oporności na antybiotyki może sięgnąć 100 milionów. Poszukiwania nowych cząsteczek terapeutycznych koncentrują się między innymi na promieniowcach (Actinobacteria) – mikroorganizmach produkujących takie antybiotyki jak wankomycyna, rifamycyna czy chelokardyna.

To właśnie z ekstraktów szczepu Amycolatopsis wyizolowanego z rzadkiej kopalni metali ziem rzadkich w Chinach, zespół pod kierownictwem Jaime Felipe Guerrero Garzóna z Uniwersytetu Wiedeńskiego zaobserwował silną aktywność antybiotyczną. Analiza przeprowadzona przez dra Martina Zehla oraz specjalistów z HIPS doprowadziła do identyfikacji zupełnie nowej cząsteczki z grupy glikopeptydów – Saarvienin A.

Mechanizm działania inny niż wszystkie

Saarvienin A od samego początku wyróżniał się nietypowym mechanizmem działania. W przeciwieństwie do klasycznych glikopeptydów, jak wankomycyna, nie wiąże się z typowym celem bakteryjnym związanym z syntezą ściany komórkowej. Zamiast tego działa poprzez niezidentyfikowany dotąd mechanizm. Struktura cząsteczki jest unikatowa: zawiera halogenowany rdzeń peptydowy zamknięty w cyklicznej strukturze przez nietypowe wiązanie ureidowe oraz łańcuch pięciu jednostek cukrowych i aminocukrowych, z których dwie nie występują dotychczas w znanych naturalnych związkach.

„Byliśmy zachwyceni, że Saarvienin A nie mieści się w żadnej znanej kategorii” – powiedział Guerrero. „Jego unikalna budowa może otworzyć drogę do antybiotyków, z którymi bakterie jeszcze nigdy się nie zetknęły.”

Silna broń przeciwko patogenom z grupy ESKAPE

W dalszych badaniach prowadzonych pod kierownictwem prof. Rolfa Müllera z HIPS przeanalizowano biologiczną aktywność nowej cząsteczki. Szczególny nacisk położono na tzw. patogeny ESKAPE – grupę bakterii, która wykazuje wysoką oporność na większość znanych antybiotyków i odpowiada za ciężkie zakażenia szpitalne. Saarvienin A wykazał silną skuteczność przeciwko wankomycynoopornym enterokokom (VRE) oraz gronkowcowi złocistemu opornemu na metycylinę (MRSA), w tym wobec 3 typowych patogenów ESKAPE i 26 klinicznych izolatów. W każdym przypadku przewyższał skutecznością wankomycynę, nawet wobec szczepów wielolekoopornych.

„Odkrycie nowego antybiotyku to dopiero początek” – zaznaczył współautor badania, prof. Sergey B. Zotchev z Uniwersytetu Wiedeńskiego. „Teraz stajemy przed wyzwaniem opracowania go jako kandydata do zastosowań klinicznych.”

Perspektywy kliniczne i kolejne etapy rozwoju

Zespół badawczy zidentyfikował już geny biosyntezy Saarvieninu A i przeprowadził ich klonowanie. Następnym krokiem będzie optymalizacja cząsteczki z wykorzystaniem metod chemii medycznej i biosyntezy, ze szczególnym uwzględnieniem zmniejszenia cytotoksyczności przy zachowaniu wysokiej aktywności przeciwbakteryjnej. Mimo że proces rozwoju klinicznego jest jeszcze długi i pełen wyzwań, odkrycie Saarvieninu A stanowi ważny krok w walce z globalnym problemem oporności na antybiotyki i podkreśla znaczenie eksploracji naturalnych zasobów mikrobiologicznych w poszukiwaniu nowych terapii.

Saarvienin A – A Novel Glycopeptide with Potent Activity against Drug-Resistant Bacteria. Amninder Kaur, Jaime Felipe Guerrero-Garzón, Sari Rasheed, Martin Zehl, Franziska Fries, Bernd Morgenstern, Sergey B. Zotchev, and Rolf Müller
In Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202425588.
DOI: 10.1002/anie.202425588
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202425588

Źródło: Universität Wien