新的雙靶點藥物可能使抗生素耐藥性增加1億倍

人們很容易將細菌視為地球上最大的禍害之一，因為它們會導致疾病和死亡，以及它們如何反復阻撓我們最好的抗生素，演變成耐藥性超級細菌。

但實際上，細菌只是在做它們一直在做的事情——尋找新的生存方式.

雖然尋找新型抗生素繼續聯合療法越來越多地接受測試，試圖同時抑制多種細菌逃逸途徑，以及限制機會微生物的含量產生耐藥性隨著連續的生物黑客。

這些多管齊下的攻擊在對抗菌耐藥性方面的有效性如何，一項研究發現，抗菌耐藥性是第三大死因2019年，全球仍相當投機但仍然是一個至關重要的策略，以確保我們不會在我們使用的藥物中播種進一步的抗生素耐藥性。

現在，一個來自美國和中國的科學家團隊已計算一類新的雙重作用抗生素可能會使細菌進化出耐藥性的難度增加1億倍。

這些合成化合物被稱為巨龍，源自1950年代首次發現的較舊的抗生素，細菌在廣泛使用后迅速產生耐藥性。

經過幾十年的藥物開發，研究人員不斷修補化學結構，取得了突破2010年問世當通過在大環內酯類中心環上添加喹諾酮類側鏈以提高其效力來開發宏酮類藥物時。

這些新化合物成為以其“出色的抗菌特性”和甚至殺死耐藥細菌菌株的能力——但沒有人知道是什么分子特征賦予了 macrolones 優越的特性。

為了找到答案，伊利諾伊大學芝加哥分校（UIC）的生物科學家埃琳娜·亞歷山德羅夫（Elena Aleksandrov）及其同事合成了三種新的macrolones，并分析了它們的分子結構，以弄清楚它們如何阻斷關鍵的細菌細胞功能。

他們發現這些macrolones以兩種方式殺死細菌：通過干擾一種在復制過程中解開和折疊DNA的細菌特異性酶，或者通過抑制細胞的蛋白質生產工廠。核糖體– 或兩者兼而有之。

“這種抗生素的美妙之處在于它通過細菌中的兩個不同靶點殺死，”解釋亞歷山大·曼金（Alexander Mankin），UIC制藥科學家，這項新研究的資深作者。

“如果抗生素以相同的濃度擊中兩個靶點，那么細菌就會通過在兩個靶點中的任何一個中獲得隨機突變而失去耐藥性的能力。

更重要的是，Macrolons在沒有激活任何已知抗性基因的情況下消滅了實驗室培養的細菌，并顯示出對眾所周知的耐藥性超級細菌的“顯著提高的活性”，包括肺炎鏈球菌.

“通過基本上以相同的濃度擊中兩個目標，優點是你使細菌幾乎不可能輕易地提出簡單的遺傳防御，”UIC的結構生物學家Yury Polikanov說.

但是，仍有工作要做，以加強這些新的雙重作用抗生素對致命和靈活的細菌菌株的防御能力。

根據研究人員的估計，耐藥性可能“幾乎不可能”，但我們不應該低估細菌可能從袋子里掏出來破壞這些新抗生素的遺傳技巧。

“所有這些工作的主要成果是了解我們需要如何向前邁進，”說曼金。“我們給化學家的理解是，你需要優化這些宏子才能達到這兩個目標。

該研究已發表在自然化學生物學.

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