Istraživači iz Nacionalno autonomno sveučilište Meksika (UNAM) identificiralo je nove načine za borbu protiv tuberkuloze i smanjenje otpornosti bakterija, razvijajući tri nova antibiotika dobivena iz otrova škorpiona i habanero paprike.
Tim predvođen Lourivalom Domingosom Possanijem Postayem, s kampusa Morelos Instituta za biotehnologiju, stvorio je dva lijeka koji su pokazali učinkovitost protiv bakterije Mycobacterium tuberculosisodgovoran za tuberkulozu, kao i protiv Staphylococcus aureusmikroorganizam koji u bolničkim okruženjima može uzrokovati razne kliničke komplikacije, od kožnih infekcija do potencijalno smrtonosnih bolesti kao što su upala pluća, meningitis, septikemija i endokarditis.
Antibiotici su dobiveni iz otrova škorpiona Diplocentrus meliciporijeklom iz države Veracruz. Tim je uspio izolirati dvije bezbojne molekule zvane benzokinoni — heterociklički spojevi koji ne sadrže aminokiseline — iz toksina paučnjaka.
Ove molekule imaju posebno svojstvo: kada dođu u dodir sa zrakom, oksidiraju i mijenjaju boju. Jedna postaje plava, a druga crvena. Ovakvo ponašanje omogućilo je znanstvenicima da odrede njihovu kemijsku strukturu, sintetiziraju ih u laboratoriju i procijene njihova biološka svojstva.
Rezultati su pokazali da plavi benzokinon ima sposobnost djelovanja protiv bakterija koje uzrokuju tuberkulozu, dok je crveni učinkovit protiv Staphylococcus aureus. Richard Zarerenomirani stručnjak na području fizikalne kemije i profesor kemije na Sveučilištu Stanford, sudjelovao je u ovom procesu, što je ojačalo validaciju nalaza.
Projekt je također uključio suradnju Rogelia Hernándeza Panda s Nacionalnog instituta za medicinske znanosti i prehranu Salvadora Zubirána, koji je procijenio učinak plavog benzokinona na modelu miša s induciranom tuberkulozom. Nakon ispitivanja zaključio je da molekula djeluje kao vrlo učinkovit antibiotik protiv ove bolesti.
Nakon toga, tim je proveo daljnja ispitivanja i otkrio da ista tvar također može eliminirati druge bakterije, kao što su Acinetobacter baumanniivrlo otporan oportunistički patogen koji je često povezan s infekcijama krvi, urinarnog trakta, pluća i rana, osobito u bolnicama.
Molekule dobivene iz otrova škorpiona već su patentirane u Meksiku i Južnoj Africi. Trenutno istraživači rade na razvoju nanočestica koje funkcioniraju kao stabilizatori i zaštitni sustavi, tako da se antibiotici mogu sigurno primijeniti u tijelu.
Prema Possaniju Postayu, sljedeći korak je provođenje kliničkih ispitivanja, iako priznaje da to uključuje znatna ulaganja. Iz tog je razloga izrazio interes za suradnju s nacionalnom farmaceutskom tvrtkom kako bi se spojevi doveli u masovnu proizvodnju.
Od umaka do antibiotika
U isto vrijeme, druga skupina s Instituta za biotehnologiju UNAM identificirala je peptid u habanero chili papričici koji ima sposobnost borbe protiv oportunističkih bakterija koje mogu uzrokovati ozbiljne infekcije, osobito kod pacijenata s oslabljenim imunološkim sustavom.
Ovaj projekt, koji je vodio Gerardo Corzo Burguete zajedno s Georginom Estrada Tapia iz Centra za znanstveno istraživanje Yucatan, usredotočio se na bakteriju Pseudomonas aeruginosakoju Svjetska zdravstvena organizacija smatra a patogen visokog prioriteta zbog otpornosti na konvencionalne antibiotike.
Znanstvenici su identificirali peptid nazvan defensin J1-1 u habanero papriki (Capsicum chinense). Na temelju ovog otkrića razvili su biotehnološki proces za proizvodnju lijeka XisHar J1-1, koji se pokazao učinkovitim protiv Pseudomonas aeruginosa i ima potencijal za liječenje infekcija uzrokovanih gljivicama.
Postupak je uključivao genetsku modifikaciju bakterije kako bi se potaknula proizvodnja defenzina J1-1. Naknadno je modificirani mikroorganizam uzgojen potopljenom fermentacijom, industrijskom tehnikom koja omogućuje stvaranje spojeva u velikim razmjerima. Konačno, peptid je ekstrahiran i pročišćen za upotrebu kao antibiotik.