Hatásos antibiotikum az újrateremtett ősi fehérje

Múlt évben a Fertőző Betegségek Amerikai Társasága egy olyan programot indított el, amelynek célja az, hogy 2020-ra tízféle olyan antibiotikumot hozzanak létre, amelyek felhasználhatók a multidrog-rezisztens baktériumok ellen. Az élet fájának alacsonyabb ágain keresnek ilyen antibiotikumokat – mondta Ben Cocks, az ausztráliai La Trobe Egyetem munkatársa.

Kezdeti sikerekről már beszámoltak a Proceedings of the National Academy of Sciences-ben: az ingólának nevezett primitív halakban ígéretes molekulákat találtak.

Ez a megközelítés azért ígéretes, mivel ezek a molekulák nagyon egyszerűek – mondta Cocks. A szokványos antibiotikumok egy-egy specifikus rést támadnak meg a patogének páncélzatán, például egy bizonyos enzimet. A patogének azonban előbb-utóbb befoltozzák ezeket a réseket, s az antibiotikum többé már nem jelent veszélyt a számukra. Hasonló ez a működés ahhoz, ahogyan a gerincesek adaptív immunrendszere működik: megtanulja, hogyan harcoljon egy új patogén ellen, és emlékezik erre, de a patogének ezzel az immunrendszerrel szemben is megtanulnak védekezni, s az immunrendszernek – és a gyógyszergyártóknak – új gyenge pontokat kell találniuk.

Ez a küzdelem megkerülhető úgy, hogy az egyszerűbb, veleszületett immunrendszerre hagyatkozunk, amely minden állatban és növényben megtalálható. A veleszületett immunrendszer molekulái egyszerű mechanizmussal a sejthártyák lipidjeit célozzák meg, és így fel tudják szakítani vagy meg tudják gyengíteni a baktériumok sejtmembránját, vagy pedig kis mértékben úgy változtatják meg a gazdaszervezet sejtjeinek membránjait, hogy a patogének már nem tudnak ártani nekik.

Van azonban egy probléma: a legerősebb veleszületett immunrendszerrel rendelkező szervezetek olyan távol állnak az embertől, hogy molekuláik toxikusak lehetnek az emberre. Cocks ezt úgy próbálta megoldani, hogy olyan emlősöket tanulmányozott, amelyeknek a legerősebb a veleszületett immunrendszerük, mivel ezek molekulái nagyobb valószínűséggel kompatibilisek az emberéivel, mint a törzsfejlődésileg távolabb álló élőlényekéi. Kutatása a wallaby kengurukhoz vezette el.

Mivel ezek erszényes élőlények, utódaikat sokkal fejletlenebb állapotban szülik meg, mint a méhlepényes emlősök. Egyik fajtájukban, a Macropus eugenii-ben például a fogamzástól számított 26. napon születik meg az újszülött, ami annak felel meg, mintha az emberi magzat 6 hetesen jönne a világra. Az apró kenguruk ezután anyjuk erszényében tartózkodnak, amíg megfelelően nagyra nem nőnek.

Az erszény nem tekinthető tiszta környezetnek. A wallabyk erszényében számos olyan „szuperbaktériumot” találtak, amelyek nagyon hasonlóak a kórházakban megtalálhatóakhoz. A csecsemő wallabyk még nem rendelkeznek olyan adaptív immunrendszerrel, amivel küzdeni tudnának ezek ellen, s életben maradásuk veleszületett immunrendszerüktől függ.

Cocks munkacsoportja tanulmányozta a wallaby genomját, és megtalálták azokat a géneket, amelyek 14 cathelicidin peptidet kódolnak, amelyek a veleszületett immunrendszer alkotóelemei. A laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy több ilyen peptid el tudja pusztítani a multidrog-rezisztens baktériumok egész sorát anélkül, hogy károsítaná az emberi sejteket.

A munkacsoport felfigyelt rá, hogy öt ilyen cathelicidin génje nagyon hasonló, és valószínűsítették, hogy ezek egy közös őstől származnak. Úgy gondolták, hogy ennek a feltételezett ősformának egészen különösen széles spektruma lehet.

Az öt peptid különbségeinek felhasználásával Cocks és a Sidney-i Egyetemen dolgozó, vele együttműködő kutatók visszakövetkeztettek arra, hogy milyen volt az őspeptid genetikai kódja. Ezután mesterségesen előállították ezt a ma már a természetben nem létező őspeptidet.

Mint a PLoS One-ban leírták, bámulatos volt, hogy az őspeptid újrateremtett formája milyen sok patogén ellen volt hatásos: a laboratóriumi tesztek szerint hét multidrog-rezisztens baktérium közül hatot legyőzött, és hatása 10–30-szor olyan erős volt, mint a modern antibiotikumoké, például a tetracikliné.

Az eredmény valóban jelentős, az ilyen ősi peptidek ugyanis a jövőben alapjai lehetnek hatásos antibiotikumok kifejlesztésének.

Damian Dowling, a melbourne-i Monash Egyetem munkatársa szerint az ősi és már nem létező peptidek azért hatásosabbak a maiaknál, mert a baktériumok már sokmillió éve nem találkoztak velük, és ha ki is alakult valamikor rezisztencia velük szemben, az már régen elveszett.