全球的研究人员正在寻找方法,以保持领先于这些快速变化的微生物。一种有前景的策略不是发明一种全新的抗生素,而是帮助现有药物重新起效。这就是抗生素佐剂背后的理念,它们是伴侣分子,不直接杀灭细菌,而是恢复抗生素的功效。
构建新分子以加速药物发现
冷泉港实验室(CSHL)的 John Moses 教授及其团队花费数年时间开发化学反应,旨在使药物发现过程更快速、更高效。
研究人员使用一种称为“多样性导向点击”(DOC)的技术,该技术由 Moses 实验室首创。利用这种方法,他们建立了一个包含 150 多种不同化合物的库。该集合中的分子已为抗生素耐药性和癌症的研究做出了贡献。
如今,通过与斯克里普斯研究所的合作,该分子库帮助科学家恢复了万古霉素的有效性。这种强效抗生素通常用于对抗严重感染,包括由 MRSA 和艰难梭菌(C. diff)引起的感染。这两种病原体都能产生耐药性,成为逃避万古霉素等一线药物的“超级细菌”。随后它们可以在医院、疗养院和社区中传播。
恢复万古霉素对抗耐药细菌的能力
在这项新研究中,来自 CSHL Moses 实验室的科学家与斯克里普斯研究所 Howard Hang 教授的团队合作,确定了一种使万古霉素重新生效的方法。
研究人员瞄准了一种名为分泌抗原 A(SagA)的细菌酶。他们使用一种称为 pghi-4 的小分子阻断了该酶,这种小分子最早于 2020 年在 Moses 实验室被发现。
当耐药屎肠球菌同时接受万古霉素和 pghi-4 治疗时,该抗生素恢复了杀灭细菌的能力。
对 Moses 来说,这一发现最值得注意的部分之一是,该研究最初并非直接寻找新的抗生素。
“这一发现源于基础化学研究,”他解释道。“反应开发促成了首个针对一种参与抗生素耐药性的重要酶的抑制剂的发现。这是一个我们不断完善的过程,旨在既保持分子库的更新,又添加更多分子供合作者在研究中利用。”
对抗超级细菌的更广泛策略
通过向其他研究人员开放该分子库,团队希望类似的方法最终能带来针对更多耐药感染的治疗方案。这些感染可能包括耐药结核病。
“这项工作体现了一种旨在以最纯粹的形式加速药物发现的化学理念,”Moses 说道。“通过使用可靠、稳健且智能的化学反应,我们可以更高效地构建新分子。这正是我们在此处采用的方法。”
随着抗生素耐药性在全球范围内增长,这些发现表明,重要的医学进步可能源于重新思考现有药物的化学性质。未来的治疗方案可能并非始于一种新的抗生素,而是始于一种经过精心设计、能帮助旧药重新起效的分子。
资助
美国国立卫生研究院、美国国家癌症研究所、澳大利亚研究理事会、纽约州生物防御商业化基金、F.M. Kirby 基金会、Starr 基金会