Atomární antibiotikum dává naději na lék, který zahubí i ty antibiotikům nejvíce odolávající bakterie. Za jeho vývojem stojí olomoučtí vědci. Ti k vývoji přípravku použili mangan a grafen, které společně zaútočí na nežádoucí bakterie a zničí je.
Dosavadní laboratorní testy, a i první testování na myších modelech ukazují, že nový preparát likviduje i ty nejvíce rezistentní bakterie. Další skvělou zprávou je, že know-how vývoje nadějné molekuly drží vědci z Univerzity Palackého v Olomouci [UP] a Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava [VŠB-TUO]. Na vývoji spolupracovali s kolegy ze dvou čínských institucí. Vyvinutý materiál už si nechali patentovat.
„Rozhodli jsme se zaútočit nikoliv na nejslabší, ale jedno z nejsilnějších míst bakterií – sacharidy v jejich stěně a buněčné membráně, které jsou pro přežití bakterií klíčové,“ říká fyzikální chemik a autor výzkumného konceptu Radek Zbořil z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií [CATRIN UP] a Centra energetických a environmentálních technologií [CEET] na VŠB-TUO.
Sacharidy plní u bakterií významnou ochrannou funkci, díky nim dochází k přenosu látek i komunikaci s okolím. Dále slouží také jako energetické rezervy bakterií. A díky tomu, že vědci chemicky navázali mangan na vybrané skupiny sacharidů u bakterií, došlo k potlačení jejich hlavních funkcí. Čímž u nich dochází k buněčné smrti.
„Zásadní je přitom role grafenového nosiče, který zabezpečuje přenos iontů manganu na povrch bakterií a umožní jejich frontální chemický útok na sacharidové molekuly,“ popisuje fungování nadějného antibiotika Zbořil.
Atomární antibiotikum likviduje zákeřné a odolné bakterie
Olomoučtí vědci při vývoji atomárního antibiotika vycházeli ze svých zkušenosti z grafenové chemie a atomárního inženýrství. Ve své práci vsadili na grafenový derivát obohacený atomy kyslíku a dusíku, do kterého chemicky zabudovali mangan. To je přechodný kov, jenž se v lidském těle podílí na metabolismu, tvorbě kostí, regulaci cukru v krvi či ochraně buněk před oxidativním stresem.
„Vyvinutý materiál dokáže likvidovat a bránit růstu všech typů námi studovaných bakterií včetně vysoce odolných patogenů. Funguje v nízkých koncentracích, při kterých je zcela neškodný vůči lidským buňkám,“ říká ke složení nadějného širokospektrého antibiotika Radek Zbořil.
Podle vědců preparát účinkuje i proti bakteriím, na které už současná antibiotika nestačí.
„Vynikající baktericidní efekt jsme prokázali proti všem bakteriím z takzvané skupiny ESCAPE, která zahrnuje vysoce rezistentní bakteriální patogeny,“ uvádí první autor práce David Panáček z CATRIN UP a CEET VŠB-TUO.
Tyto bakterie představují obrovské zdravotní riziko, protože na ně nestačí běžně dostupná antibiotika. A je to právě atomární antibiotikum, které bylo v porovnání s komerčními antibiotiky jako jediné účinné proti všem rezistentním bakteriím.
Nový preparát hojí rány rychleji a záněty se dobře léčí
Účinky atomárního antibiotika vědci ověřili v laboratorních podmínkách. A ve spolupráci s kolegy z Číny také na myších modelech.
„Při in-vivo testech došlo k velmi rychlému a efektivnímu hojení kožní infekce způsobené rezistentním kmenem Staphylococcus aureus [zlatým stafylokokem] a k dramatickému poklesu všech zánětlivých markerů,“ říká k výsledkům testování Milan Kolář, mikrobiolog a děkan LF UP, jenž se na výzkumu rovněž podílel.
Z českých nemocnic si lidé nejčastěji odnesou infekci močového ústrojí
Už nyní proto řeší využití nového typu antibiotika například pro krytí ran nebo pro antibakteriální úpravy povrchů umělých materiálů. Díky nim by se potlačilo riziko tvorby bakteriálních povlaků například na umělých kloubních náhradách, stentech nebo kanylách.
„Nový materiál by i díky svému mechanismu účinku mohl bránit vzniku komplikujících infekcí. Což by mělo zásadní dopad na zdravotnictví,“ doplnil děkan Kolář.
Vědecký tým tak pokračuje v dalším výzkumu a materiál otestuje i pro systémovou antibiotickou léčbu. Stávající antibiotika, jak upozorňuje děkan Kolář, už totiž nedokážou léčit některé závažné infekce a bakteriální sepse. Bakteriální rezistence se tak stává velkým tématem, protože v jejím důsledku umírá stále více lidí.
–VRN–
