Det pågår en intensiv jakt på läkemedel för att ersätta antibiotika som inte biter på vissa bakterier. Forskare vid Linköpings universitet hoppas nu att en substans i cancerläkemedel kan bli en ny typ av antibiotika.
Det finns många läkemedel som är mycket effektiva när det gäller att döda bakterier eller tumörceller. Men ett problem är att de även skadar patienten.
I de fall läkemedlen används för att behandla sjukdomar som till exempel cancer ges de oftast direkt i blodet och sprids i hela kroppen. Men nu utvecklar forskare vid Linköpings universitet en metod för att leverera starka läkemedelssubstanser på ett säkrare och skonsammare sätt.
Nukleosidanaloger dödar bakterier effektivt
Forskargruppen är särskilt intresserad av en grupp läkemedel som heter nukleosidanaloger. De har använts sedan 1960-talet vid behandling av flera typer av cancer, men också virusinfektioner.
Forskning har visat att denna typ av molekyler också är bra på att döda bakterier. De används dock inte vid behandling av bakterieinfektioner – troligen för att biverkningarna är svåra och att det i dagsläget finns annan antibiotika.
Men uppkomsten och spridningen av livshotande multiresistenta bakterier har skapat ett stort behov av alternativ till de antibiotika-läkemedel som används i dag. Här skulle nukleosidanaloger kunna spela en roll, menar forskarna.
– Det finns många läkemedelssubstanser som är mycket effektiva, men ger svåra biverkningar. Jag vill paketera sådana molekyler med vår metod så att de levereras specifikt till den plats i kroppen där bakterierna eller cancercellerna finns. Vi kan sänka dosen och ändå få god effekt just där den behövs, säger forskaren Frank Hernandez vid Linköpings universitet.
Nukleaser känner igen bakterier
I flera studier har forskarna undersökt egenskaper hos en typ av proteiner som kallas nukleaser. Forskarteamet har visat att nukleasers specifika ”fingeravtryck” kan användas för att känna igen olika bakterier.
– Med vår metod kombinerar vi två saker: förmågan att på ett mycket specifikt sätt hitta en bakterieinfektion, och effektiviteten hos läkemedel som har funnits under mycket lång tid och ofta är väl beprövade, men som hittills levererats på ett sätt som skadar patienten, säger Frank Hernandez.
Nukleaser – biologiska saxar som klipper i dna
Alla nukleaser har en sak gemensamt. De fungerar som biologiska saxar som klipper av dna i cellers arvsmassa. Metoden som forskarna har utvecklat utnyttjar dessa egenskaper hos specifika nukleaser från den bakterie som ska behandlas. Läkemedlet paketeras på ett sätt att det är inaktivt fram till dess att det kommer i kontakt med rätt nukleas.
Bakterienukleaset klipper loss nukleosidanalogen, som då blir aktiv och dödar bakterier på platsen.
Forskarna kallar sitt system Toucan, Therapeutic OligonUCleotides Activated by Nucleases.
I en ny studie använder forskarna Toucan-systemet i möss för att döda Staphylococcus aureus-bakterier med nukleosidanalogen floxuridin. Den används i sjukvården för att bland annat behandla tjocktarmscancer.
Studiens resultat pekar på att floxuridin som paketerats och levererats med systemet kunde behandla infektionen på ett effektivt och säkert sätt.
Kan minska biverkningar
Forskarna räknar med att det kommer att ta 5–10 år innan metoden är redo att användas mot bakterieinfektioner hos patienter. De ser också möjligheter att använda metoden för att minska biverkningar av nukleosidanaloger vid behandling av cancersjukdomar och virusinfektioner.
– Jag tror att Toucan-teknologin har stor potential att bli ett genombrott i behandlingen av infektionssjukdomar, säger forskaren Baris Borsa vid Linköpings universitet.
Vetenskaplig studie:
Therapeutic-oligonucleotides activated by nucleases (TOUCAN): A nanocarrier system for the specific delivery of clinical nucleoside analogues, Journal of Controlled Release.
Kontakt:
Frank Hernandez, universitetslektor vid institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM, vid Linköpings universitet, frank.hernandez@liu.se
