Azóta, hogy Alexander Fleming 1928-ban felfedezte a penicillint, két nagyon fontos ismerettel lettünk gazdagabbak. Először is sikerült módszert találni olyan betegségek kezelésére, mint a tüdőgyulladás, a gonorrhoea és a reumás láz. Addig az orvosok csak megfigyelhették a beteget, és arra vártak, hogy immunrendszere legyűrje a fertőzést. De gyakran nem ez volt a végkifejlet, hanem a halál. Másrészt a felfedezés bizonyította, hogy a baktériumokban és gombákban található molekulák felhasználhatóak más fertőzést és betegséget okozó baktériumok megölésére.
A kutatók azóta is vadásznak új, gyógyításra alkalmas molekulákra. De a baktériumokkal folytatott versenyfutásban vesztésre állunk, mert a baktériumok gyorsan fejlődnek a minden áron való túlélés érdekében. A vizsgálatok azt mutatják, hogy évente jelenleg 700 ezer ember hal meg antibiotikumrezisztens fertőzésektől, de 2050-re becslések szerint már 10 millió ember halhat meg az összes ismert gyógyszernek ellenálló mikrobák miatt. Vagyis az eddigi módszerek mellett nem tudunk olyan gyorsan új gyógyszereket találni, mint amilyen gyorsan az ellenállóképesség kialakul. Az IBM kutatói ezért más megközelítést alkalmaztak, és létrehoztak egy szintetikus molekulát, amely újfajta módon képes megölni minden egyes baktériumot belülről kifelé.
A legrosszabb forgatókönyv a bakteriális fertőzéseknél , amikor egy rezisztens törzs szisztémássá válik, azaz a vérrel szétterjed a test minden szervében és szövetében. Az általuk tervezett molekulák képesek a kórházakban leggyakrabban fenyegető gyógyszerrezisztens törzsek ellen harcolni, amelyek szisztémássá válhatnak és súlyosan károsíthatják a szerveket.
Programozott lebomlás
A szintetikus molekulák kialakítása azért nehéz, mert képesnek kell lenniük a biodegradációra - egy idő után ki kell ürülniük a szervezetből - és hatékonyan kell küzdeniük a baktériumok ellen, miközben nem befolyásolhatják negatívan a szervezet egésze és egyes szervek működését - írja a Popular Science . A meglévő gyógyszerek, amelyek meg tudják ölni a rendkívül ellenálló baktériumokat, általában toxikusak a májra és más szervekre is.
"Megpróbáljuk emulálni, utánozni a szervezet immunrendszerének működését. A szervezet védekezőmechanizmusa a mikrobák külső védekező felületét, azaz membránját támadja, amihez antimikrobiális peptideket alkalmaz. Ezek tulajdonképpen polimerek, nagy molekulák egy cifra kifejezéssel" - mondta James Hendrick, az IBM vezető kutatója , aki kollégáival a Nature Communications című folyóiratban mutatta be eredményeit. Ha teljesen azt a módszert alkalmaznák, amelyet a szervezet, akkor hatalmas mennyiségű kórokozót robbantanának fel, amelyek a toxinjaikat beleürítenék a véráramba. Ez akkor válna bajjá, ha túl sok méreganyag jutna a vérbe. Ezzel szemben az új szintetikus polimerek nem dúlják szét a kórokozók szerkezetét, hanem belülről ölik meg ezeket.
Elektrosztatikus kölcsönhatás
Ráadásul Hendrick és munkatársai úgy gondolják, hogy ezek az antibiotikumok kevésbé okoznak rezisztenciát. A polimer ugyanis elektrosztatikus kölcsönhatásokon keresztül működik, azon az elven, hogy a pozitív és negatív töltés vonzza egymást. Így a baktérium hiába alakul át, még mindig marad olyan pont a felületén, amely vonzani fogja a polimert. Az IBM szakértői azt is megállapították, hogy a polimer biológiailag teljesen lebomlik és rendkívül gyors. Csak addig tartózkodik a szervezetben, amíg megöli a baktériumot, másfelől pedig három nap alatt lebomlik, majd elhagyja a szervezetet.
A kutatócsapat készen áll rá, hogy áttérjen az emberi klinikai vizsgálatokra. Ehhez az IBM-nek partnerként valószínűleg be kell vonnia egy gyógyszergyártó céget, hogy a teszteket elvégezhessék és végigjárhassák a gyógyszerfejlesztés befejező szakaszát.
Soha véget nem érő harc
Bár az eddigi eredmények nagyon ígéretesek, még sok kutatói munkára van szükség, mire az orvos felírhatja az újfajta készítményt. Hiába működik jól a molekula egereknél, ha a pozitív hatások nem jelennek meg az embereknél is - vagy legalábbis nem eléggé hatékonyan. Első körben a legfontosabb, hogy a molekulák biológiailag degradálódjanak az emberekben is. Ha az antibiotikumpolimerek hosszú távon felhalmozódnának a testben, akkor ez megakaszthatná a további fejlesztéseket. Ráadásul a becsült előállítási költségek is magasabbak lennének a hagyományos antibiotikumokénál.
Ezért - még akkor is, ha ez a fejlesztési irány eredményesnek bizonyul - másféle utak és erőfeszítések is szükségesek maradnak a baktériumok elleni harcban és az antibiotikumrezisztencia lassításában. Hendrick úgy véli, hogy a most kifejlesztett módszer is csak egy ideig lesz működőképes, mert a mikrobák változékonyságra alapuló túlélési eszköztára idővel kiforrja a terápia elhárításának módját. "Ez egy soha véget nem érő harc" - szögezte le az IBM kutatója.
