多靶点结核病药物可治疗其他疾病,规避耐药性
根据伊利诺伊大学化学家和合作者的一项研究,一种正在进行临床试验的治疗结核病的药物可能成为一类广谱药物的基础,这些药物对各种细菌、真菌感染和寄生虫起作用,但避免了耐药性。
在伊利诺伊大学化学教授埃里克·奥德菲尔德的带领下,研究小组确定了不同的方法药物SQ109攻击肺结核细菌如何调整这种药物以靶向从酵母到疟疾的其他病原体——以及靶向多种途径如何降低病原体产生耐药性的可能性。SQ109由制药公司Sequella Inc.生产。
“抗药性是一个主要的公共卫生威胁,”Oldfield说。“我们必须制造新的抗生素,我们必须找到解决耐药性问题的方法。其中一种方法就是使用多靶点药物。抗药性在很多情况下的产生是因为有一个特定的突变靶蛋白所以药物将不再结合。因此,解决耐药性问题的一种可能途径是设计有两个或三个靶点而不是一个靶点的药物。”
Oldfield读了关于SQ109的报道,意识到这种药物可能是多功能的,因为它具有与他研究过的其他系统中发现的相似的化学特征。最初的开发人员已经确定了一个关键的行动肺结核——阻断了一种参与构建细菌细胞壁的蛋白质——但也承认,这种药物在细胞内也可能有其他作用,因为人们发现它可以杀死缺乏这种目标蛋白质的其他细菌和真菌。奥德菲尔德相信他可以识别这些行为——也许还可以改进SQ109。
“有一天我在读《科学》杂志,看到了这个分子,SQ109,我想,它看起来有点像我们一直在研究的分子,有多个目标,”Oldfield说。“考虑到它的化学结构,我们认为我们作为癌症和抗寄生虫药物靶标研究的一些酶也可能是SQ109的靶标。我们希望我们能制造一些类似物对结核病更有效,甚至可能对寄生虫."
通过对SQ109的研究,奥德菲尔德的团队确定,SQ109确实可以阻断细菌、真菌和寄生虫中涉及关键功能的其他蛋白质,但不包括人类。他们发现它能抑制两种酶,这两种酶能产生与产生细胞能量有关的分子menaquinone。然后,他们发现SQ109还有第三种作用,叫做解耦,它使细胞膜具有渗透性——本质上是将细胞膜从一堵墙转变为一扇纱门。
然后,该团队创造了十几个化学类似物——结构和功能相似的分子,但经过调整使其更有效或毒性更小——并在细菌、真菌、寄生虫和人类细胞培养物中测试了它们。他们发现,他们可以制造类似物,对某些种类的病原体具有最大效力;例如,一种类似物对结核杆菌的抗结核能力是原来SQ109的5倍。他们还发现了能杀死导致最严重和常见疟疾的寄生虫的类似物。
现在,研究人员正与国际合作伙伴合作,将SQ109类似物应用于其他在热带地区肆虐的传染病,如南美锥虫病、利什曼病和昏睡病。
奥德菲尔德认为,多靶点药物,如SQ109及其类似物,是老年抗生素发展的关键耐药性还有所谓的“超级细菌”的兴起。有证据支持这一评估:到目前为止,在结核病实验中,还没有报道过SQ109耐药的例子。
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