Lager antibakterielle supermolekyler

Manuel Langer og kollegene hans har hentet både molekyler og inspirasjon fra naturen. De har nemlig finpusset på en type molekyler som kalles hydantoiner, som vi bruker i både sjampo og hudpleieprodukter hver eneste dag.

Disse molekylene har den merkelige egenskapen at de er amfipatiske. Det betyr at de er hydrofile og liker å interagere med vann. Men samtidig er de hydrofobe, som betyr at de slett ikke er så glade i det. Og det er i denne snodige kombinasjonen at magien ligger.

Inspirert av immunsystemet

De nye molekylstrukturene har forskerne utformet på en måte som gjør at de virker på samme måte som såkalte antimikrobielle peptider, som finnes i immunsystemet til oss mennesker. Disse peptidene er nemlig eksperter på å bryte ned celleveggen til bakteriene, for deretter å ta knekken på dem. Dermed omgår de mange av bakterienes kjente resistensmekanismer.

Enkelt forklart: hvis noen har brutt ned festningsmurene dine, så er det mye vanskeligere å forsvare seg, ikke sant?

– Kunnskapen om at disse amfipatiske strukturene er så effektive mot bakterier er ikke ny, men vi har utviklet rundt 20 helt nye antibakterielle molekyler – og det er mange av disse som viser et lovende potensiale for å overvinne bakterienes evne til å stå imot antibiotika, forteller forsker Manuel K. Langer.

CANS – Senter for nye antibakterielle strategier

CANS er UiTs storsatsing i kampen mot antibiotikaresistens. Tre fakulteter og 16 forskningsgrupper har gått sammen om å styrke forskningen på antibiotikaresistens, lete etter nye antibiotika, og finne gode måter å forvalte de antibiotikaene vi har i dag. Senteret er finansiert av UiT og Tromsø forskningsstiftelse (TFS).

Og effektive er de, disse nye supermolekylene. Under testing i laben går de til angrep på bakteriene med det samme forskerne slipper dem løs, og etter tre til fem minutter er det game over for bakteriene.

Tar knekken på begge typer bakterier

Det finnes to hovedtyper av bakterier, og forskerne har testet de blodtrimmede molekylene på både de gram positive bakteriene, som er bakterier med en kraftig cellevegg, og mot gram negative bakterier som har to mykere cellemembraner, men ingen kraftig cellevegg.

Det er de gram negative bakteriene som for tiden er den største trusselen når vi snakker om antibiotikaresistente bakterier. Det er disse forskere over hele verden jobber på spreng for å forstå bedre og finne nye måter å bekjempe.

– Av de 20 hydantoin-molekylene vi testet var 12 aktive mot Staphylococcus aureus og Bacillus subtilis, som begge er gram positive bakterier. Av de disse 12 var igjen fem av dem effektive mot den gram negative Escherichia coli (e.coli) – og ett av molekylene tok til og med livet av verstingbakterien Pseudomonas aeruginosa, som ofte er resistent mot antibiotika, forklarer Langer.

Den kjemiske strukturen til de antibakterielle supermolekylene fra lab’en til Langer. Det er de røde og de blå delene som gjør dem i stand til å ta livet av bakteriene så effektivt. Foto: Manuel K. Langer

Lav giftighet

Legemidler har nesten alltid bivirkninger på oss mennesker. Sånn er det også med antibiotika, men det er viktig at disse bivirkningene er minst mulig farlige og omfattende. Også her fikk Manuel og de andre forskerne seg noen positive aha-opplevelser.

Nitrofurantiom

Les mer om hydantoin-antibiotikaen som tar knekken på urinveisinfeksjonen din.

– Gledelig nok viste nesten alle våre nye molekylstrukturer svært liten negativ påvirkning på de røde blodlegemene i blodet vårt. Det er en god indikator for om potensielle medisiner er giftige for kroppen vår eller ikke, og det ser ut til at denne klassen av kjemiske forbindelser er ganske snill mot kroppen vår.

Lang vei til apotekhylla

Det er en lang vei og mye kostbart arbeid som gjenstår før denne typen antibiotika havner i apotekhyllene våre. Det er en kjent tommelfingerregel at det tar minst 10 år, kanskje opp til 15 år, fra du gjør en viktig oppdagelse til det finnes et ferdig, godkjent legemiddel på markedet.

For å komme dit er man dessuten avhengig av at legemiddelindustrien tar tak i funnene til forskerne og videreutvikler dem til ferdige legemidler.

– Men funnene våre kan i alle fall hjelpe utviklingen av sårt tiltrengte nye antibiotika for å bekjempe den globale økningen av antimikrobielt resistente bakterier, avrunder Manuel Langer.

Kontaktinformasjon: Manuel K. Langer

Vitenskapelig referanse: “Investigation of tetrasubstituted heterocycles reveals hydantoins as a promising scaffold for development of novel antimicrobials with membranolytic properties” https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36739750/

Frantzen, Jan Fredrik jan.f.frantzen@uit.no Kommunikasjonsrådgiver

Publisert: 04.06.23 11:17 Oppdatert: 09.08.23 13:42

Helse og velferd Naturvitenskap