Nieuwe kleine molecule biedt hoop in de strijd tegen antibioticaresistentie

Onderzoekers van de Universiteit van Oxford hebben een nieuw klein molecuul ontwikkeld dat de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij bacteriën kan onderdrukken en resistente bacteriën gevoeliger kan maken voor antibiotica. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Chemical Science.

De wereldwijde opkomst van antibioticaresistente bacteriën vormt een van de grootste bedreigingen voor de volksgezondheid en ontwikkeling, aangezien veel voorkomende infecties steeds moeilijker te behandelen zijn. Resistente bacteriën zijn nu al verantwoordelijk voor ongeveer 1,27 miljoen sterfgevallen wereldwijd per jaar en dragen bij aan nog eens 4,95 miljoen sterfgevallen. Zonder snelle ontwikkeling van nieuwe antibiotica en antimicrobiële middelen zal dit aantal aanzienlijk toenemen.

Een nieuw onderzoek door wetenschappers van het Ineos Oxford Institute for Antimicrobial Research (IOI) en de afdeling Farmacologie van de Universiteit van Oxford biedt hoop op de ontdekking van een klein molecuul dat in combinatie met antibiotica de ontwikkeling van resistentie tegen geneesmiddelen bij bacteriën kan onderdrukken.

Een manier waarop bacteriën resistent worden tegen antibiotica, is door nieuwe mutaties in hun genetische code. Sommige antibiotica (zoals fluorochinolonen) beschadigen het DNA van bacteriën, waardoor de cellen afsterven. Deze DNA-schade kan echter een proces in gang zetten dat bekend staat als de "SOS-reactie" in de aangetaste bacteriën. De SOS-reactie herstelt beschadigd DNA in bacteriën en verhoogt het aantal genetische mutaties, wat de ontwikkeling van antibioticaresistentie kan versnellen. In een nieuwe studie hebben wetenschappers van Oxford een molecuul geïdentificeerd dat de SOS-reactie kan remmen, waardoor de effectiviteit van antibiotica tegen deze bacteriën wordt vergroot.

De onderzoekers bestudeerden een reeks moleculen waarvan eerder werd gemeld dat ze de gevoeligheid van methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) voor antibiotica verhogen en de MRSA SOS-reactie verhinderen. MRSA is een bacteriesoort die normaal gesproken onschadelijk op de huid leeft. Maar als het in het lichaam terechtkomt, kan het een ernstige infectie veroorzaken die onmiddellijke antibioticabehandeling vereist. MRSA is resistent tegen alle bètalactamantibiotica, zoals penicillines en cefalosporines.

De onderzoekers wijzigden de structuur van verschillende delen van het molecuul en testten hun activiteit tegen MRSA in combinatie met ciprofloxacine, een fluorochinolon antibioticum. Dit stelde hen in staat om het krachtigste SOS-responsremmende molecuul te identificeren, genaamd OXF-077. In combinatie met verschillende antibiotica uit verschillende klassen maakte OXF-077 deze effectiever in het voorkomen van zichtbare groei van MRSA-bacteriën.

Een belangrijke bevinding was dat het team vervolgens de gevoeligheid testte van bacteriën die enkele dagen met ciprofloxacine waren behandeld om te bepalen hoe snel antibioticaresistentie zich ontwikkelde, met of zonder OXF-077. Ze ontdekten dat het ontstaan van ciprofloxacineresistentie significant werd onderdrukt in bacteriën die met OXF-077 waren behandeld in vergelijking met bacteriën die niet met OXF-077 waren behandeld. Dit is de eerste studie die aantoont dat een SOS-responsremmer de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij bacteriën kan onderdrukken. Bovendien werd hun gevoeligheid voor het antibioticum hersteld tot het niveau van bacteriën die geen resistentie hadden ontwikkeld, wanneer ze eerder ciprofloxacine-resistente bacteriën met OXF-077 behandelden.

Deze resultaten suggereren dat OXF-077 een nuttig hulpmiddel is om de effecten van het remmen van de SOS-respons bij bacteriën verder te onderzoeken en antibioticaresistente infecties te behandelen. Verder onderzoek is nodig om de geschiktheid van deze moleculen voor gebruik buiten het laboratorium te testen. Dit zal deel uitmaken van de lopende samenwerking tussen het IOI en de afdeling Farmacologie van Oxford om nieuwe moleculen te ontwikkelen die de ontwikkeling van antibioticaresistentie kunnen vertragen en/of omkeren.