Żaby od milionów lat doskonale przystosowują się do życia w różnorodnych środowiskach, od tropikalnych lasów po chłodne regiony subarktyczne. W toku ewolucji wykształciły unikalne mechanizmy obronne, w tym antybiotyki, które mogą stać się kluczem do walki z rosnącym zagrożeniem. Chodzi o superbakterie oporne na tradycyjne leki. Naukowcy odkrywają antybiotyczne właściwości tych płazów. Zespół naukowców z Uniwersytetu Pensylwanii, kierowany przez profesora Cesara de la Fuente, opublikował w renomowanym czasopiśmie Trends in Biotechnology wyniki badań nad syntetycznymi peptydami, czyli specjalnymi antybiotykami inspirowanymi substancjami wytwarzanymi przez skórę południowoazjatyckiej żaby Odorrana andersonii.
Nowe źródło antybiotyków kontra superbakterie
Laboratorium de la Fuente od lat poszukuje nowych źródeł antybiotyków w nieoczywistych miejscach. Sięga do takich jak DNA wymarłych gatunków, mikrobiom jelitowy czy organizmy żyjące w ekstremalnych warunkach. Naukowcy zauważyli, że płazy, pomimo życia w środowiskach bogatych w drobnoustroje, rzadko chorują, co sugeruje obecność naturalnych mechanizmów obronnych.
W 2012 roku chińscy badacze odkryli, że Odorrana andersonii produkuje peptyd o właściwościach antybakteryjnych, nazwany Andersonnin-D1. Niestety, jego naturalna forma miała tendencję do tworzenia toksycznych skupisk, co ograniczało jego potencjalne zastosowanie kliniczne.
Modyfikacja peptydu kluczem do sukcesu
Zespół z Uniwersytetu Pensylwanii wykorzystał metodę „projektowania opartego na strukturze”. Polega ona na drobnych zmianach chemicznych w peptydzie, aby wyeliminować jego wady. Po dwóch rundach modyfikacji naukowcy uzyskali nowe wersje antybiotyku. Te okazały się równie skuteczne jak stosowane obecnie leki ostatniej szansy, np. polimyksyna B. Co istotne, syntetyczne peptydy nie szkodziły ludzkim komórkom ani korzystnym bakteriom jelitowym.
Nowe związki przetestowano nie tylko na pojedynczych kulturach bakterii, ale również w bardziej złożonych społecznościach mikroorganizmów, co pozwoliło na dokładniejszą ocenę ich działania w rzeczywistych warunkach. „Te eksperymenty są wyjątkowo wymagające, ponieważ musimy utrzymać równowagę między różnymi szczepami bakterii, aby symulować naturalne środowisko mikrobiologiczne” – mówi de la Fuente.
Superbakterie i perspektywy kliniczne
Nowe antybiotyki zostały przetestowane w skomplikowanych modelach mikrobiologicznych, co pozwoliło lepiej ocenić ich działanie w realistycznych warunkach. Kolejnym krokiem w badaniach będą testy przedkliniczne, po których naukowcy planują zgłosić peptydy do badań zatwierdzających przez Amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA). Jeśli proces przebiegnie pomyślnie, w przyszłości mogą one stać się nową bronią przeciwko bakteriom odpornym na obecnie stosowane antybiotyki.
Rozwój nowych antybiotyków jest jednym z kluczowych wyzwań współczesnej medycyny. Coraz więcej patogenów staje się odpornych na konwencjonalne terapie. To może prowadzić do sytuacji, w której nawet rutynowe operacje staną się ryzykowne. Badania takie jak te, prowadzone przez de la Fuente i jego zespół, mogą okazać się przełomowe w zapobieganiu przyszłym epidemiom.
Profesor de la Fuente podkreśla ogromny potencjał natury w rozwoju medycyny: „Przyroda od milionów lat tworzy niezwykle skuteczne rozwiązania. Dzięki inżynierii możemy dostosować je do naszych potrzeb i stworzyć nową generację antybiotyków, które mogą uratować miliony ludzkich istnień.
Magdalena Starczak
