Vědci z brněnského institutu CEITEC vyvinuli přelomovou metodu, která umožňuje navrhovat nové antimikrobiální peptidy na počítači. Postup nahrazuje dosavadní náhodné hledání cíleným skládáním aminokyselin do molekul ničících odolné bakterie. Objev publikovaný v Nature Chemical Biology může výrazně urychlit vývoj moderních antibiotik.
Mezinárodní tým vedený vědci z institutu CEITEC Masarykovy univerzity vyvinul metodu, která umožňuje na počítači navrhovat nové antimikrobiální peptidy, tedy krátké bílkoviny schopné zabíjet bakterie. Tento postup může pomoci s vývojem budoucích antibiotik, institut o tom informoval v tiskové zprávě.
Odolnost některých bakterií proti antibiotikům, takzvaná antibiotická rezistence, patří podle Světové zdravotnické organizace mezi největší zdravotní hrozby současnosti. Odolných bakterií každoročně přibývá.
Vědci z CEITEC namísto hledání náhodných látek, které by byly proti těmto bakteriím účinné, vytvořili postup pro jejich cílený návrh na základě molekulárních pravidel. Nejprve podrobili detailní analýze 150 peptidů a z jejich chování odvodili pravidla pro návrh molekul, které při kontaktu s membránou bakterie vytvoří drobné otvory.
"Zjistili jsme, jak konkrétní aminokyseliny poskládat tak, aby výsledné peptidy vytvářely póry v bakteriální membráně. Díky tomu dnes umíme vytvořit obrovské množství peptidů, ze kterých můžeme vybírat ty s požadovanými vlastnostmi," uvedl vedoucí výzkumu Robert Vácha.
Nejúčinnější takto navržené peptidy potom vědci v laboratoři ověřili na skupině nejnebezpečnějších bakterií odolných vůči antibiotikům. Zároveň ověřili, že nejúčinnější peptid nepoškozuje lidské červené krvinky ani není pro lidské buňky toxický.
"Dosud se většinou hledaly aktivní molekuly, které vytvořila sama příroda, a u nich se pak zkoumal mechanismus účinku. My jsme postup obrátili. Nejprve jsme zkoumali, jaké vlastnosti musí mít molekula pro daný mechanismus – v našem případě šlo o stabilizaci membránového póru – a potom jsme získané znalosti využili k návrhu takových peptidů. Tento přístup by mohl urychlit vývoj nových léčiv, abychom udrželi krok s narůstající antibiotickou rezistencí," doplnil Vácha.
Na studii vědci z Brna spolupracovali s kolegy z americké Pensylvánské univerzity, univerzity v nizozemském Groningenu, Univerzity Palackého v Olomouci a Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR. Výsledky výzkumu zveřejnil časopis Nature Chemical Biology.
