A HUN-REN TTK kutatói új vívmánnyal járulnak hozzá a szuperbaktériumok elleni, eddig igen irreálisnak tűnő harchoz.
A WHO előrejelzése szerint 2050-re a vezető halálok a hagyományos antibiotikumoknak ellenálló mikroorganizmusok miatt kialakuló fertőzés lehet. A HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont (HUN-REN TTK) kutatói új, forradalmi eredményekről szóló tanulmányt publikáltak a témában a Nature Communications folyóirat hasábjain.
A WHO első, 2020-as átfogó elemzése kimutatta, hogy a rezisztens baktériumok 1,27 millió halálesetet okoztak 2019-ben, és ez a szám évről évre nő. Az egyik lehetséges fegyver ellenük a fágterápia, amikor vírussal ölik meg őket, ezt kutatják például a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban. De új hatásmechanizmusú antibiotikumok kifejlesztése is működhet ellenük, ezzel pedig a HUN-REN TTK Biomolekuláris Önrendeződés Kutatócsoportja foglalkozik.
Beke-Somfai Tamás, a kutatócsoport vezetője elmondta, a „baktériumok kis sejtű rendszerei elképesztően adaptívak, olykor egy komplett kolónia épül fel egyetlen éjszaka alatt”. A szakértő hozzáfűzte, hogy új kutatások szerint
BIZONYOS BAKTÉRIUMOK A PUSZTULÁSUK IDEJÉN NANOMÉTERES NAGYSÁGÚ „RIASZTÓGÖMBÖKET” VÁLASZTANAK KI MAGUKBÓL, ÁTADVA EZZEL A TÚLÉLÉSHEZ SZÜKSÉGES TUDÁST TÁRSAIKNAK.
Mint mondta, ez az alkalmazkodóképesség is arra utal, hogy több irányból kell a harcot felvenni a szuperbaktériumokkal. Kutatócsoportjával új antibiotikumot terveztek, ami a természetes peptidek baktériumölő mechanizmusait vegyíti a nem természetes vegyületek kedvező biostabilitásával.
Eddig nem sikerült megfigyelni, hogy hogy támadnak a peptidek, de most az itthoni kutatók transzmissziós, illetve krio-elektronmikroszkóp segítségével végig követték, hogy hogy rendeződnek ezek a baktériumsejtek felszínén szupramolekuláris szerkezetekbe.
A krio-elektronmikroszkópok nagy méretű, akár tízezer atomot tömörítő makromolekulák térszerkezetét is feltárhatják. A felvételek szerint a képződő lamellák 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 a kutatócsoport vezetője.
A mikroszkópos képek és molekuladinamikai szimulációk megerősítették, hogy a peptidalapú 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, amiket foszfátionok kötnek össze és hidrogénkötések stabilizálnak.
A HUN-REN TTK kutatóinak munkája több szempontból is innovációnak számít: egyrészt sikeresen terveztek egy olyan peptidalapú antibiotikumot, amely célzottan a baktériumsejtekhez kötődve in-situ aktiválódik, másrészt ők az elsők, akiknek sikerült közvetlen vizuális betekintést nyerni a baktériumölő peptidek működésébe.