Forskere har laget molekyler som klarte å gjenopplive effekten av antibiotika som bakterier hadde utviklet resistens mot. Denne modellen viser hvordan en av forbindelsene blokkerer et enzym som gir bakterier resistens. (Foto: Institutt for kjemi, UiT)
Molekyl fikk gammelt antibiotika til å virke igjen
«Gamle» antibiotika er igjen med i kampen mot infeksjoner forårsaket av resistente bakterier – takket være et hjelpemolekyl.
«Bakteriers unike evne til å plukke opp resistensgener gjør at vi kommer til å føre en uendelig krig mot resistens».
Slik åpner Sundus Akhter ved UiT sin doktorgradsavhandling i kjemi.
Akhter synes hun har fått gå løs på en av verdens virkelig store utfordringer i sitt forskningsarbeid, nemlig utfordringen med resistente bakterier.
– Det eneste vi kan gjøre, er å stadig utvikle nye antibiotika eller å sørge for at eksisterende medisiner begynner å virker igjen. Og om vi vil revitalisere effekten av «gamle» antibiotika må vi stoppe resistensmekanismene hos bakteriene og blokkere deres nedbryting av medisinen, forklarer hun.
Ifølge Akhter er vi på full fart inn i det som kan bli en «post-antibiotic era», altså tiden etter antibiotika.
Da antibiotika ble oppdaget av Sir Alexander Flemming i 1928, var det starten på en dramatisk forbedring av folkehelsen. Antibiotika dreper bakterier og kurerer både små og store infeksjoner, men stor misbruk av denne type medisiner har gjort at vi er i ferd med å rykke tilbake til start.
Noen antibiotika virker ikke lenger fordi mye og uvettig bruk har bidratt til at bakterier har utviklet resistens mot denne kuren.
Lite molekyl hjelper antibiotika
– Vi har forsket på hvordan vi kan få vanlig antibiotika av typen Carbapenem til å virke igjen, sier kjemikeren. På laboratoriet har vi laget et hjelpemolekyl som sammen med Carbapenem tar tilbake antibiotikumets drapsevne, og som viser lovende takter mot en bestemt type resistente bakterier.
Sundus Akhter vil være med på å løse en av verdens største utfordringer og har fullført et doktorgradsarbeid innen organisk syntesekjemi og antibiotikaresistens. (Foto: Privat)
Akhter har laget nærmere 100 små forbindelser, såkalte inhibitorer, som ble testet mot levende bakterieceller.
Hun utforsket først litteratur og publikasjoner i fagfeltet og basert på denne informasjonen lagde hun første generasjon inhibitorer.
Dernest testet hun molekylene på bakterieisolater som kom fra syke pasienter på Universitetssykehuset i Nord-Norge (UNN).
– Vi har et nært samarbeid med klinikere på UNN og har derfra fått resistente bakterier som er isolert fra pasienter ved sykehuset og som kan gi oss umiddelbare tegn på om vi er på rett vei.
– Våre undersøkelser har på en måte gått i sirkel; syntese av inhibitor på laboratoriet, test på levende celler, analyse og ny syntese der vi optimaliserer hjelpemolekylet enda et hakk.
Verdifull 3D-informasjon
I tillegg til å teste mot bakterier ved UNN har Akhter også forsket på enzymfamilien Carbapanemaser, som i praksis er bakteriens resistensmekanisme.
Disse enzymene ødelegger antibiotika og sørger dermed for at bakterier overlever medisinsk behandling. Kjemikeren har sammen med sine kollegaer krystallisert og laget hele 30 modeller av enzymer fra denne familien og med det fått visualisert deres tredimensjonale oppbygning.
Denne kunnskapen var ifølge Akhter sentral for å kunne designe hjelpemolekylene som kunne blokkere funksjonen til denne familien av resistensenzymer.
Etter flere runder med optimalisering kom forskeren frem til noen meget interessante kandidater, ulike varianter av benzosyrer.
– Vi testet en og en inhibitor sammen med et antibiotikum i Carbapenem-familien, Meropenem. Disse to stoffene gitt i kombinasjon klarte å drepe celleisolater av E.coli som i utgangspunktet var resistent mot Meropenem.
– Denne miksen av inhibitor og Meropenem hadde også spennende effekt på sykehusbakterien Pseudomonas Aeruginosa.
– I det hele tatt er det fantastisk at antibiotikumet faktisk virket igjen. Det tyder på at vi har lyktes med å blokkere resistensmekanismene til bakteriene, forklarer Akhter entusiastisk.
Referanse:
Akhter, S.: Synthesis and inhibitor design of carbapenemase inhibitors. Doktoravhandling ved UiT: Norges arktiske universitet. (2018)
