对抗“超级细菌”的最新方法——合成抗生素和抗菌聚合物

抗生素耐药性的威胁

在一个 最近发表的文章，我们讨论了抗生素耐药性如何对公众健康构成日益严重的威胁。

“1.27 年，抗生素耐药性 (AMR) 直接导致 2019 万人死亡，其中五分之一的受害者是 1​​ 岁以下儿童。和 4.95年有2019万人死于耐药感染，例如下呼吸道、血液和腹腔内感染。”

在那篇文章中，我们了解了人工智能如何帮助寻找新型抗生素来战胜细菌耐药性。我们还在文章中讨论了如何使用病毒（噬菌体）“创造活抗生素：BiomX 与 Armata“。

但就目前情况而言，到 2050 年，因抗生素耐药性导致的死亡人数可能达到 每年 10 万。部分原因是最新发现的一种新抗生素类别 早在 1987 年就进入市场。但我们还有其他可能的方法来阻止细菌感染，包括合成生物学和合成聚合物。

合成蛋白质

新抗生素？

生物学研究的一个新兴领域是用活细胞中通常不使用的氨基酸来创建和/或修饰蛋白质。中心思想是蛋白质理论上可以由数百种不同的氨基酸构建。生物体仅使用 20 种氨基酸这一事实只是达尔文进化论的一个怪癖。

这种方法可用于修饰具有一些有趣特性的化合物，并使它们更加有效。

这就是团队的样子 伊什瓦尔·辛格博士 已经完成了在土壤细菌中发现的一种潜在的新抗生素的研究。它产生一种叫做 泰克巴汀, 它已被证明可以杀死金黄色葡萄球菌，包括耐抗生素 MRSA。

来源: 科学直接

阻止阻力的出现

Teixobactin 可能不太容易产生耐药性，因为它的作用机制是针对细菌膜中的脂质而不是适应性更强的蛋白质。尽管如此，人们仍担心大规模临床使用泰克巴汀可能会引起耐药性。

降低这种风险的一种方法是使抗生素变得更强大，减少能够存活并适应它的细菌数量。辛格博士的团队发现，他们可以用更便宜且市售的非蛋白氨基酸替换一些泰克巴汀蛋白质构件。

这也将抗菌潜力提高了 16-32 倍。

如此惊人的结果可能会开启抗生素开发的全新研究领域：

• 以前活性不足的化合物可以被重新设计以创造出全新类别的抗生素。
• 可以对遭受广泛耐药性的抗生素进行修饰以绕过耐药机制。
• 可以使用合成蛋白质设计从头开始创建新分子，可能还可以使用人工智能来设计和筛选抗菌活性。

合成聚合物

万能杀菌剂

有些化学作用细菌不会产生显着的抵抗力。例如，纯酒精今天和几个世纪前一样可以消毒表面。这是因为抗菌作用与基本的物理作用有关。就酒精而言，乙醇破坏蛋白质 3D 构型的能力会损害任何生命形式。

在抗生素中使用这种机制的问题在于，它们是普遍存在的，而且对人体细胞也具有剧毒。这意味着它们通常不能在患者体内真正用于预防感染。

选择性合成聚合物

对细菌细胞有毒的一种普遍化学现象是细胞膜的破坏。这可以通过阳离子聚合物来实现，它破坏细菌细胞内部和外部之间的化学梯度。

用这些分子开发抗生素的问题是它们对哺乳动物（即人类）细胞有毒。

德克萨斯 A&M 团队领导者 昆汀·米肖德尔博士 认为他们已经找到解决问题的方法。他们发现，你可以修改聚合物，使其对细菌有害，但对哺乳动物细胞无害（或至少少得多）。

“将阳离子基团放置在靠近聚合结构核心而不是附加侧链上可能会提高其生物活性以及对细菌细胞相对于哺乳动物细胞的选择性。” – PNAS

这一过程更依赖于化学而不是生物学，可以扩展到许多其他具有类似特性的聚合物。从长远来看，这可能是开发长期不会引起耐药性的抗菌/抗生素产品最有前途的场所之一。

将从这些发现中受益的公司

Teixobactin已授权给公司 诺维宝。然而，这是一家私营公司，因此大多数投资者无法参与。

合成聚合物可能最好由具有复杂聚合物生产经验的工业巨头制造，例如巴斯夫（巴斯夫) 或陶氏 (DOW）。当然，这可能取决于发现该产品的大学和研究人员未来的专利和许可。但无论如何，从长远来看，此类抗生素将失去专利并成为化学商品，这将使化学工业巨头或像 Sandoz Group AG 这样的仿制药制造商受益（SDZNY)

如果人工智能被证明有助于尽早检查毒性或根据合成生物学的这些发现的想法寻找新化合物，那么 我们之前强调的公司， 喜欢 薛定谔公司 (SDGR), 经验论 （EXAI）, 和 递归制药 （接收接收），Inc 也可能能够做出贡献。