Ilmuwan Harvard Menerobos Resistensi Antibiotik Dengan Pembunuh Superbug Sintetis
Piring agar yang berisi koloni Klebsiella pneumoniae bakteri, salah satu strain yang resistan terhadap obat yang telah terbukti dapat dilawan oleh senyawa sintetik cresomycin. Kredit: Kelompok Riset Myers
Cresomycin, antibiotik inovatif yang dikembangkan oleh para ilmuwan Harvard, menargetkan bakteri yang resistan terhadap obat dengan meningkatkan pengikatan pada ribosom, sehingga menawarkan harapan terhadap resistensi antimikroba global.
Antibiotik baru yang diciptakan oleh para peneliti Harvard mengatasi mekanisme resistensi antimikroba yang menyebabkan banyak obat modern tidak efektif dan mendorong krisis kesehatan masyarakat global.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Andrew Myers, Profesor Kimia dan Biologi Kimia Amory Houghton, melaporkan di Science bahwa senyawa sintetisnya, kresomisin, membunuh banyak jenis bakteri yang resistan terhadap obat, termasuk Stafilokokus aureus Dan Pseudomonas aeruginosa.
“Meskipun kami belum mengetahui apakah kresomisin dan obat serupa aman dan efektif pada manusia, hasil kami menunjukkan peningkatan aktivitas penghambatan secara signifikan terhadap daftar panjang strain bakteri patogen yang membunuh lebih dari satu juta orang setiap tahun, dibandingkan dengan yang disetujui secara klinis. antibiotik,” kata Myers.
Kemajuan dalam Strategi Antibakteri
Molekul baru ini menunjukkan peningkatan kemampuan untuk mengikat ribosom bakteri, yang merupakan mesin biomolekuler yang mengontrol sintesis protein. Mengganggu fungsi ribosom adalah ciri dari banyak antibiotik yang ada, namun beberapa bakteri telah mengembangkan mekanisme pelindung yang mencegah kerja obat lama.
Cresomycin adalah salah satu dari beberapa senyawa menjanjikan yang dikembangkan oleh tim Myers, dengan tujuan membantu memenangkan perang melawan bakteri super. Mereka akan terus mengembangkan senyawa ini melalui studi profil praklinis, yang didukung oleh hibah sebesar $1,2 juta dari Combating Antibiotic-Resistant Bacteria Biopharmaceutical Accelerator (CARB-X). Sebuah kemitraan nirlaba global yang berbasis di Universitas Boston, CARB-X didedikasikan untuk mendukung penelitian dan pengembangan antibakteri tahap awal.
Ikhtisar dan close-up kresomisin yang terikat pada ribosom bakteri Thermus thermophilus. Kredit: Yury Polikanov/Universitas Illinois Chicago
Molekul baru tim Harvard mengambil inspirasi dari struktur kimia lincosamides, kelas antibiotik yang mencakup klindamisin yang biasa diresepkan. Seperti kebanyakan antibiotik, klindamisin dibuat melalui semisintesis, di mana produk kompleks yang diisolasi dari alam dimodifikasi langsung untuk aplikasi obat. Namun, senyawa Harvard yang baru sepenuhnya sintetis dan memiliki fitur modifikasi kimia yang tidak dapat diakses melalui cara yang ada.
“Ribosom bakteri adalah target pilihan alam untuk agen antibakteri, dan agen ini adalah sumber inspirasi bagi program kami,” kata rekan penulis Ben Tresco, mahasiswa Sekolah Pascasarjana Seni dan Sains Kenneth C. Griffin. “Dengan memanfaatkan kekuatan sintesis organik, kita hanya dibatasi oleh imajinasi kita ketika merancang antibiotik baru.”
Mengatasi Resistensi Bakteri
Bakteri dapat mengembangkan resistensi terhadap obat antibiotik yang menargetkan ribosom dengan mengekspresikan gen yang menghasilkan enzim yang disebut ribosom RNA metiltransferase. Enzim-enzim ini mengeluarkan komponen obat yang dirancang untuk menempel dan mengganggu ribosom, yang pada akhirnya menghalangi aktivitas obat.
Untuk mengatasi masalah ini, Myers dan tim merekayasa senyawa mereka menjadi bentuk kaku yang sangat mirip dengan target pengikatannya, sehingga memberikan cengkeraman yang lebih kuat pada ribosom. Para peneliti menyebut obat mereka “terorganisir” untuk pengikatan ribosom karena obat tersebut tidak perlu mengeluarkan energi sebanyak yang harus dikeluarkan oleh obat yang ada untuk memenuhi targetnya.
Para peneliti sampai pada cresomycin menggunakan apa yang mereka sebut sintesis berbasis komponen, sebuah metode yang dipelopori oleh laboratorium Myers yang melibatkan pembuatan komponen molekuler besar dengan kompleksitas yang sama dan menyatukannya pada tahap akhir – seperti pra-pembuatan bagian dari rangkaian LEGO yang rumit sebelum dirakit. mereka. Sistem modular dan sepenuhnya sintetik ini memungkinkan mereka membuat dan menguji tidak hanya satu, namun ratusan molekul target, sehingga sangat mempercepat proses penemuan obat.
Taruhannya jelas. “Antibiotik membentuk fondasi pengobatan modern,” kata rekan penulis dan mahasiswa pascasarjana Kelvin Wu. “Tanpa antibiotik, banyak prosedur medis mutakhir seperti pembedahan, pengobatan kanker, dan transplantasi organ, tidak dapat dilakukan.”
Dukungan dan Arah Masa Depan
Penelitian sintesis berbasis komponen Myers mendapat dukungan awal dari Blavatnik Biomedical Accelerator di Harvard, bagian dari Kantor Pengembangan Teknologi, yang memberikan dana ke laboratorium Myers pada tahun 2013 untuk memungkinkan pengujian senyawa obat. Kantor Pengembangan Teknologi melindungi inovasi Myers Research Group dan, bersama dengan Blavatnik Biomedical Accelerator, akan mendukung tim peneliti selama masa perjanjian CARB-X. Pendanaan CARB-X yang baru diberikan memungkinkan para peneliti untuk terus membuat profil dan mengoptimalkan petunjuk obat.
“Pendanaan dan dukungan lain dari kelompok seperti Blavatnik Biomedical Accelerator dan CARB-X sangat penting untuk penemuan dan pengembangan antibiotik baru,” kata Curtis Keith, kepala ilmuwan akselerator Harvard. “Inovasi dari Myers Research Group ini berpotensi menghasilkan obat-obatan baru yang suatu hari nanti akan memenuhi kebutuhan kesehatan global.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai penemuan ini, lihat Para Ilmuwan Mengembangkan Terobosan Antibiotik Baru.
Referensi: “Antibiotik yang dirancang sebelumnya untuk pengikatan ribosom mengatasi resistensi antimikroba” oleh Kelvin JY Wu, Ben IC Tresco, Antonio Ramkissoon, Elena V. Aleksandrova, Egor A. Syroegin, Dominic NY See, Priscilla Liow, Georgia A. Dittemore, Meiyi Yu, Giambattista Testolin, Matthew J. Mitcheltree, Richard Y. Liu, Maxim S. Svetlov, Yury S. Polikanov dan Andrew G. Myers, 15 Februari 2024, Sains.
DOI: 10.1126/science.adk8013
Karya yang diterbitkan didukung oleh Institut Kesehatan Nasional dan Yayasan Sains Nasional.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
