دانشمندان آنتی بیوتیک های مصنوعی ساخته اند که می تواند جان میلیون ها نفر را نجات دهد

دانشمندان دانشگاه لیورپول گام مهمی در جهت بازگشایی پتانسیل پزشکی دسته جدیدی از آنتی‌بیوتیک‌های قوی برداشته‌اند که قادر به از بین بردن «ابر میکروب‌ها» از جمله MRSA بدون مقاومت قابل تشخیص هستند.

محققان نسخه های مصنوعی ساده شده ای از مولکول teixobactin را توسعه داده اند که توسط باکتری های تولید کننده برای کشتن سایر باکتری ها در خاک استفاده می شود.

آنها یک کتابخانه منحصربه‌فرد از نسخه‌های مصنوعی آنتی‌بیوتیک «تغییر بازی» را توسعه داده‌اند و آزمایش کرده‌اند، ویژگی‌های کلیدی دارو را برای افزایش کارایی و ایمنی آن بهینه‌سازی کرده‌اند، به‌علاوه امکان تولید ارزان‌قیمت آن را در مقیاس فراهم می‌کنند.

تحقیقات پیشرو

دکتر ایشوار سینگ، محقق ارشد، گفت: “معرفی تنوع مصنوعی برای تولید کتابخانه تیکسوباکتین های مصنوعی برای غلبه بر نرخ شکست بالای مرتبط با مراحل بعدی توسعه دارو مهم است.”

این کار بر اساس تحقیقات پیشگامانه دکتر سینگ، متخصص در کشف و توسعه داروهای ضد میکروبی و شیمی دارویی در مرکز عالی تحقیقات بیماری‌های عفونی لیورپول (CEIDR) است. آخرین نتایج به عنوان بخشی از پروژه ابتکار تحقیقات کسب و کار کوچک (SBRI) که توسط وزارت بهداشت و مراقبت های اجتماعی تامین می شود، به دست آمد. این برنامه توسط Innovate UK به نمایندگی از DHSC، با هدف ایجاد پنج ترکیب سرب برای استفاده در آینده در نبرد علیه مقاومت ضد میکروبی (AMR) ارائه شد.

این تحقیق ثابت کرده است که تیکسوباکتین های مصنوعی ساده شده طیف وسیعی از باکتری های گرفته شده از بیماران انسانی را از بین می برند، در صورتی که آنتی بیوتیک های فعلی با شکست مواجه می شوند. آنها همچنین با موفقیت MRSA را در موش‌ها ریشه‌کن کردند و مشخص شد که تا 24 ساعت در محل‌های عفونت در مقادیری بیشتر از مقدار لازم برای کشتن ابر میکروب‌ها تجمع می‌یابد.

این نشان می‌دهد که در آینده، بیماران ممکن است تنها با یک دوز از تیکسوباکتین در روز برای عفونت‌های باکتریایی مقاوم در برابر حیات سیستمیک درمان شوند. مشخص شده است که تیکسوباکتین های مصنوعی برای سال ها در دمای اتاق قوی و پایدار هستند، بنابراین برای توزیع و ذخیره سازی نیازی به زنجیره سرد ندارند، بنابراین پتانسیل مقابله با عفونت های باکتریایی مقاوم در محیط های بالینی مختلف در سطح جهان را دارند.

بهبود کارایی و ایمنی

دکتر سینگ همچنین طرح‌ها و روش‌هایی را برای «مقیاس‌سازی» ارزان آنتی‌بیوتیک‌های قابل دوام مبتنی بر تیکوباکتین طبیعی – که قبلاً بسیار گران بود، شناسایی کرده است. با تعویض آمینو اسیدهای خاص روی مولکول با جایگزین های ارزان قیمت و در دسترس تجاری، هزینه مواد بیش از 2000 برابر کاهش یافته است و در عین حال کارایی و ایمنی را بهبود می بخشد. محققان با استفاده از اتوماسیون، سنتز فاز جامد بسیار کارآمد را توسعه دادند و سرعت یک مرحله جفت شدن را از 30 ساعت به تنها 10 دقیقه در بازده بالا افزایش دادند.

علاوه بر این، تیم آماده سازی را برای افزایش بازده از 30 میلی گرم به مقیاس 1 گرم و فراتر از آن بهینه کرده است. اکنون می توان این فرآیند را برای کاربرد تا مقیاس 1 کیلوگرم یا بیشتر، صرفاً با افزایش مقیاس و اندازه راکتور، تطبیق داد. مقیاس پذیری یک بلوک ساختمانی کلیدی برای تولید تجاری برای تحقق پتانسیل درمانی تیکسوباکتین های مصنوعی است.

“آخرین خط دفاع” در برابر میکروب ها

دکتر سینگ گفت: “انگیزه ما انطباق مولکول طبیعی تیکسوباکتین و مناسب ساختن آن برای استفاده انسان است. این یک سفر است. ما از طریق این پروژه نشان دادیم که می توانیم مولکول های مصنوعی را با هزینه کم و با ایمنی بالا بسازیم، که بسیار قوی است. باکتری های مقاوم در موش ها را از بین می برد.مزیت تنوع مصنوعی این است که ما می توانیم ویژگی ها را انتخاب یا حذف کنیم و مولکول ها را برای تأثیرگذاری بر قدرت و سایر ویژگی های مطلوب دارویی تغییر دهیم. پلتفرمی که می تواند به عنوان آخرین خط دفاعی در برابر ابرباگ ها برای نجات جان هایی که در حال حاضر به دلیل AMR از دست داده اند استفاده شود.

گام‌های بعدی ما تمرکز بر مزیت اصلی تیکسوباکتین مصنوعی برای غلبه بر باکتری‌های مقاوم به چند دارو در مدل‌های مختلف بیماری، افزایش فرآیند و به دنبال آن آزمایش ایمنی است که در صورت موفقیت‌آمیز، می‌تواند به طور بالقوه در بیمارستان‌ها به عنوان یک آزمایش جدید مورد استفاده قرار گیرد. پزشکی و تبدیل به دارویی مناسب برای درمان عفونت‌های باکتریایی مقاوم در انسان در سراسر جهان شود. ما با همکارانی از CEIDR که در زمینه ضدمیکروبی‌ها از کشف دارو تا کلینیک تخصص دارند، کار خواهیم کرد تا تیکسوباکتین‌های مصنوعی را به داروهای قابل دوام تبدیل کنیم.”

پروفسور ویلیام هوپ، مدیر CEIDR، گفت: “آنتی بیوتیک های جدید برای رفع نیازهای پزشکی برآورده نشده مربوط به باکتری های متعدد و بسیار مقاوم به دارو، به فوریت مورد نیاز است. عفونت های ناشی از این ابر میکروب ها، نتایج درمان را برای بسیاری از بیماران به خطر می اندازد. تیکسوباکتین ها پتانسیل ارائه را دارند. گزینه های درمانی جدید و ارزشمند برای بیماران در سراسر بریتانیا و در سطح جهان.”

خط مقدم پیشرفت های علمی

ساجد جاوید، وزیر بهداشت و مراقبت‌های اجتماعی گفت: دیدن چنین کارهای نوآورانه‌ای مانند این که در بریتانیا اتفاق می‌افتد فوق‌العاده است – نمونه بارز دیگری از این کشور که در خط مقدم پیشرفت‌های علمی است که می‌تواند برای مردم در سراسر جهان مفید باشد.

موج فزاینده مقاومت ضد میکروبی، آینده پزشکی مدرن را تهدید می کند، به طوری که عفونت های قابل درمان در حال حاضر غیر قابل درمان شده اند و روش های معمول پزشکی مانند سزارین بسیار کمتر ایمن می شوند.

ادامه تولید داروهای جدید برای اطمینان از اینکه این خطر به واقعیت تبدیل نمی شود بسیار مهم است و به همین دلیل است که این نتایج بسیار دلگرم کننده هستند.

“خوشحال” از نتایج

دکتر فیل پکر، سرپرست نوآوری AMR و واکسن در Innovate UK گفت: “این یک پروژه عالی بوده است و ما صمیمانه امیدواریم که این کار ادامه پیدا کند و خیلی بیشتر پیش برود. پیشرفت های زیادی در فضای AMR در حال انجام است، هر چند که زیاد باشد. تمرکز آن بر اصلاح کلاس‌های موجود از مولکول‌ها است. این در کوتاه‌مدت مفید است، اما این مولکول‌های داربست قبلاً برای باکتری‌ها آشنا هستند و باعث می‌شود که مقاومت در برابر این مولکول‌ها بیشتر شود. کمبودی در خط لوله AMR برای کلاس‌های جدید وجود دارد. آنتی بیوتیک ها، جایی که این پروژه در آن جای می گیرد.

“ما از نتایجی که قول تکسوباکتین مصنوعی برای مقابله با عفونت‌های باکتریایی مقاوم را در زمانی که آنتی‌بیوتیک‌های مورد استفاده کنونی شکست می‌خورند، تایید کرده‌اند، خوشحالیم. ما مشتاقانه منتظریم تا در آینده این سفر را از نزدیک دنبال کنیم.”

یک بررسی AMR که به سفارش دولت بریتانیا انجام شده است، پیش‌بینی کرده است که تا سال 2050، سالانه 10 میلیون نفر دیگر به عفونت‌های مقاوم به دارو تسلیم خواهند شد. علاوه بر این، تصور می‌شود که COVID-19 تهدید جهانی مقاومت ضد میکروبی را تسریع می‌کند، زیرا بسیاری از بیماران مبتلا که در بیمارستان بستری می‌شوند آنتی‌بیوتیک دریافت می‌کنند تا عفونت‌های باکتریایی ثانویه را کنترل کنند. استفاده بیشتر از آنتی بیوتیک ها منجر به افزایش مقاومت باکتریایی می شود. توسعه آنتی‌بیوتیک‌های جدید که می‌توانند به عنوان آخرین راه‌حل مورد استفاده قرار گیرند، زمانی که سایر داروها بی‌اثر هستند، یک حوزه مهم مطالعه برای محققان مراقبت‌های بهداشتی در سراسر جهان است.