Een internationaal team, waaronder onderzoekers van Maynooth University, heeft een nieuw molecuul ontwikkeld dat het potentieel heeft om resistente bacteriën te bestrijden. Antimicrobiële resistentie (AMR) is een fenomeen waarbij bacteriën, virussen, schimmels en parasieten in de loop van de tijd evolueren om immuun te worden voor medicijnen. Deze resistentie maakt de infectie moeilijker te behandelen, waardoor het risico op langdurige ziekte en overlijden toeneemt.
Er wordt voorspeld dat traditionele antibiotica in 2050 grotendeels hun effectiviteit zullen hebben verloren als gevolg van de stijgende AMR-niveaus, dus het vinden van nieuwe manieren om de bacterie uit te roeien is een topprioriteit geworden voor de wetenschappelijke gemeenschap.
Supramoleculaire chemie: de sleutel tot de strijd tegen AMR
Dit onderzoek maakt gebruik van de principes van supramoleculaire chemie, een nichewetenschappelijk veld dat interacties tussen moleculen onderzoekt, om deze doorbraak te bereiken. Het belangrijkste is dat de studie moleculen identificeerde die effectief zijn in het doden van bacteriën, maar een minimale toxiciteit hebben voor gezonde menselijke cellen.
Het nieuwe onderzoek, gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Chemistry, valt samen met de World AMRAwareness Week, die loopt van 18 tot 24 november. Deze wereldwijde campagne, gelanceerd door de Wereldgezondheidsorganisatie, heeft tot doel het bewustzijn en begrip van mensen over AMR te vergroten, in de hoop de opkomst en verspreiding van medicijnresistente infecties te verminderen.
Volgens de meest uitgebreide schatting tot nu toe van de mondiale impact van AMR zijn in 2019 ruim 1,2 miljoen mensen, en mogelijk miljoenen meer, gestorven als direct gevolg van antibioticaresistente bacteriële infecties. Het onderzoek zou de weg kunnen vrijmaken voor nieuwe manieren om een probleem aan te pakken dat jaarlijks meer mensen doodt dan AIDS of malaria.
Hoofdonderzoeker Luke Brennan, van de afdeling Scheikunde aan de Maynooth Universiteit, zei: "We ontdekken nieuwe moleculen en bestuderen hoe ze zich binden aan anionen, dit zijn negatief geladen chemicaliën die uiterst belangrijk zijn in de biochemie van het leven. We leggen de basis voor de preventie en behandeling van ziekten variërend van kanker tot cystische fibrose."
Met behulp van een ‘Trojaans paard’-aanpak om resistente bacteriën te bestrijden
Het werk, gebaseerd op het gebruik van synthetische ionentransporters, laat voor het eerst zien dat de instroom van zouten (natrium- en chloride-ionen) in bacteriën een cascade van biochemische gebeurtenissen kan veroorzaken die leiden tot bacteriële celdood – zelfs bij stammen die resistent zijn tegen de momenteel beschikbare antibiotica, zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA).
Dr. Robert Elms, co-auteur van de studie van het Catherine Lonsdale Institute of Human Health aan de Maynooth Universiteit, zei: “Dit werk laat zien dat we met onze aanpak – een ‘Trojaans paard’ dat een instroom van zout in de cellen veroorzaakt – effectief resistente bacteriën kunnen doden op een manier die bekende methoden van bacteriële resistentie tegenwerkt.”
"Bacteriën werken hard om een stabiele concentratie ionen in hun celmembranen te behouden", vervolgde Elmes. "Zodra dit delicate evenwicht wordt verstoord, worden de normale functies van de cel verstoord en kan de cel niet overleven. Deze synthetische moleculen binden zich aan chloride-ionen en wikkelen ze in een 'vetdeken', waardoor ze gemakkelijk kunnen oplossen in het bacteriële celmembraan, waardoor ionen naar binnen worden gebracht en de normale ionenbalans wordt verstoord. Dit werk is een voorbeeld van hoe basiskennis van de scheikunde van invloed kan zijn op een onvervulde behoefte in onderzoek naar de menselijke gezondheid."
Professor Kevin Kavanagh, een microbioloog bij de afdeling Biologie van de Maynooth Universiteit, merkte op: “De stijging van het aantal infecties met resistente bacteriën is een grote zorg. Dit werk is een voorbeeld van scheikundigen en biologen die samenwerken om nieuwe antibacteriële middelen met een aanzienlijk toekomstig potentieel te ontwikkelen.”
Deze resultaten maken de weg vrij voor de potentiële ontwikkeling van aniontransporters als levensvatbare alternatieven voor bestaande antibiotica, wat dringend nodig is omdat het probleem van AMR blijft toenemen.