W kanadyjskim ogródku odkryto nowy antybiotyk. Umie przechytrzyć bakterie

Molekuła została znaleziona w próbkach gleby zebranych w ogródku laboranta. Odkrycie to dowodzi, że czasem najciemniej jest pod latarnią. Gdy w wyszukiwanie nowych leków zaangażowana jest sztuczna inteligencja i egzaminowane są substancje z niedostępnych krańców świata, czasem przełomowego odkrycia można dokonać, badając najbliższe otoczenie. Wystarczy się rozejrzeć... i wiedzieć, czego szukać.

Badania nad nowymi antybiotykami uważane są za konieczne, ponieważ bakterie rozwijają odporność na leki, które są w ciągłym użyciu. W samym 2021 r. z powodu lekooporności bakterii na leki przeciwbakteryjne doszło na świecie do 1,1 mln zgonów, a szacuje się, że w roku 2050 ta liczba wzrośnie do 1,9 mln.

Nowo odkryty antybiotyk może temu zaradzić. To substancja atakująca fabrykę białek bakterii - rybosom - w sposób, z jakim nie radzą sobie inne antybiotyki. Rybosom obierany jest za cel, ponieważ bakterie nie rozwijają łatwo odporności na leki atakujące ich strukturę.

"Kryzys odporności na antybiotyki to zagrożenie egzystencjalne dla medycyny" - uważa Gerry Wright, biochemik z McMaster University w Hamilton w Kanadzie, współautor badania. Wraz ze współpracownikami postanowił on wyszukać mikroby, które opracowały nieznane wcześniej ludziom sposoby na przechytrzenie i zabijanie patogenów.

Naukowcy zebrali próbki ziemi z ogródka, umieścili je na szalkach Petriego z podłożem hodowlanym i przechowywali je przez rok. Następnie wystawili mikroby z tych próbek na działanie Escherichia coli, znanej bakterii jelitowej, która może wywoływać poważne choroby. Jedna z próbek wykazała silne działanie antybakteryjne. Znajdował się w niej gatunek należący do rodzaju Paenibacillus.

W kolejnych etapach badań przesiewowych, sekwencjonowania genomu i analizy strukturalnej okazało się, że bakteria wytwarza molekułę, która należy do grupy peptydów tworzących węzeł w kształcie lassa. Te peptydy znane są ze swojej wytrzymałości. Prawdopodobnie mogą nawet przetrwać trawienie. "To fajna, naprawdę kompaktowa i niesamowicie wytrzymała struktura" - mówi Wright.

Molekuła, której badacze nadali nazwę lariocydyna (lariocidin), łączy się z rybosomem, a także przenosi RNA, który zaopatruje rybosom w aminokwasowe bloki budulcowe, potrzebne mu do łączenia łańcuchów peptydowych. W ten sposób cząsteczka uniemożliwia prawidłowe odczytanie kodu genetycznego i modyfikuje kod, co prowadzi do pomieszania danych wyjściowych. W efekcie rybosom produkuje nieprawidłowe peptydy, z których część okazuje się toksyczna dla bakterii i ją uśmierca. A ponieważ lariocydyna używa innej metody działania niż reszta antybiotyków, patogeny nie rozwinęły jeszcze na nią odporności.

W badaniach komórkowych lariocydyna spowalnia wzrost wielu powszechnie występujących patogenów bakteryjnych, w tym wielu szczepów odpornych na szereg leków. Autorzy badania nie znaleźli dowodów na toksyczność dla ludzkich komórek.

Badacze użyli też lariocydyny do leczenia myszy zarażonych Acinetobacter baumannii C0286, gatunkiem bakterii odpornych na karbapenemy, uważane za antybiotyki ostatniej szansy. Zainfekowane myszy nie przeżywały więcej niż 28 godzin, ale po podaniu lariocydyny pozostawały żywe po 48 godzinach, a ilość bakterii w ich krwi uległa zmniejszeniu.

Zespół naukowców pracuje teraz nad ulepszeniem efektywności molekuły jako potencjalnego leku. "Jako coś, co zostało podniesione z ziemi, jest to całkiem niezłe" - mówi Wright, ale wyjaśnia, że teraz trzeba jeszcze zwiększyć moc lariocydyny, tak aby mniejsze dawki mogły zabijać bakterie.

Potrzeba jeszcze wielu badań, nim lariocydyna zostanie zatwierdzona jako lek i dopuszczona do stosowania na ludziach. Trzeba m.in. sprawdzić, jak odkłada się w organizmie oraz jak jest wydalana. Sama cząsteczka jest też dość duża. Oznacza to, że firmy farmaceutyczne mogą szukać sposobów na stworzenie mniejszych wersji z mniejszym ryzykiem wystąpienia skutków ubocznych.

Źródło: Jangra, M., Travin, D.Y., Aleksandrova, E.V. i in., A broad-spectrum lasso peptide antibiotic targeting the bacterial ribosome, "Nature" (2025).