Onderzoekers van de De Nationale Autonome Universiteit van Mexico (UNAM) heeft nieuwe manieren geïdentificeerd om tuberculose te bestrijden en terug te dringen bacteriële resistentiewaarbij drie nieuwe antibiotica worden ontwikkeld die zijn afgeleid van schorpioenengif en habanero-pepers.
Een team onder leiding van Lourival Domingos Possani Postay, van de Morelos-campus van het Instituut voor Biotechnologie, creëerde twee medicijnen die werkzaamheid tegen de bacterie aantoonden Mycobacterium tuberculoseverantwoordelijk voor tuberculose, maar ook tegen Staphylococcus aureuseen micro-organisme dat in ziekenhuisomgevingen verschillende klinische complicaties kan veroorzaken, van huidinfecties tot mogelijk dodelijke ziekten zoals longontsteking, meningitis, bloedvergiftiging en endocarditis.
De antibiotica zijn afgeleid van het gif van de schorpioen Diplocentrus meliciafkomstig uit de staat Veracruz. Het team was in staat twee kleurloze moleculen, benzochinonen, te isoleren – heterocyclische verbindingen die geen aminozuren bevatten – uit het toxine van de spinachtige.
Deze moleculen hebben een bijzondere eigenschap: wanneer ze in contact komen met lucht, oxideren ze en veranderen ze van kleur. De een wordt blauw en de ander rood. Door dit gedrag konden wetenschappers hun chemische structuur bepalen, deze in het laboratorium synthetiseren en hun biologische eigenschappen evalueren.
De resultaten toonden aan dat de blauwe benzochinon het vermogen heeft om op te treden tegen de bacteriën die tuberculose veroorzaken, terwijl de rode effectief is tegen Staphylococcus aureus. Richard Zareeen gerenommeerd expert op het gebied van fysische chemie en hoogleraar scheikunde aan Stanford University, nam deel aan dit proces, wat de validatie van de bevindingen versterkte.
Bij het project was ook de medewerking betrokken van Rogelio Hernández Pando, van het Salvador Zubirán National Institute of Medical Sciences and Nutrition, die het effect van blauwe benzochinon evalueerde in een muismodel met geïnduceerde tuberculose. Na de proeven concludeerde hij dat het molecuul werkt als een zeer effectief antibioticum tegen deze ziekte.
Vervolgens voerde het team verdere tests uit en ontdekte dat dezelfde stof ook andere bacteriën kan elimineren, zoals Acinetobacter baumanniieen zeer resistente opportunistische ziekteverwekker die vaak wordt geassocieerd met infecties in het bloed, de urinewegen, de longen en wonden, vooral in ziekenhuizen.
De moleculen verkregen uit het schorpioengif zijn al gepatenteerd in Mexico en Zuid-Afrika. Momenteel werken onderzoekers aan de ontwikkeling van nanodeeltjes die fungeren als stabilisatoren en beschermingssystemen, zodat antibiotica veilig in het lichaam kunnen worden toegediend.
Volgens Possani Postay is de volgende stap het uitvoeren van klinische tests, al erkent hij dat dit aanzienlijke investeringen met zich meebrengt. Om deze reden toonde hij interesse in samenwerking met een nationaal farmaceutisch bedrijf om de verbindingen op grote schaal te produceren.
Van saus tot antibioticum
Tegelijkertijd identificeerde een andere groep van het UNAM Biotechnology Institute een peptide in de habanero-chili-paprika dat het vermogen heeft om opportunistische bacteriën te bestrijden die ernstige infecties kunnen veroorzaken, vooral bij patiënten met een verzwakt immuunsysteem.
Dit project, geleid door Gerardo Corzo Burguete samen met Georgina Estrada Tapia van het Yucatan Scientific Research Center, richtte zich op de bacterie Pseudomonas aeruginosadoor de Wereldgezondheidsorganisatie beschouwd als een pathogeen met hoge prioriteit vanwege de resistentie tegen conventionele antibiotica.
De wetenschappers identificeerden een peptide genaamd defensine J1-1 in de habanero-paprika (Capsicum chinense). Op basis van deze bevinding ontwikkelden ze een biotechnologisch proces om een medicijn te produceren genaamd XisHar J1-1, dat effectief bleek te zijn tegen Pseudomonas aeruginosa en heeft het potentieel om infecties veroorzaakt door schimmels te behandelen.
De procedure omvatte de genetische modificatie van een bacterie om de productie van J1-1-defensine te induceren. Vervolgens werd het gemodificeerde micro-organisme gekweekt door ondergedompelde fermentatie, een industriële techniek die het mogelijk maakt verbindingen op grote schaal te genereren. Tenslotte werd het peptide geëxtraheerd en gezuiverd voor gebruik als antibioticum.
