Automatizovaná chemická syntéza využívající „chemii kliknutí“ vyústila ve slibnou novou třídu antibiotických sloučenin, které potenciálně nabízejí řešení rostoucí krize bakterií rezistentních na léky. Výzkumníci z University of York použili robotické systémy k rychlému vytvoření a testování více než 600 kovových komplexů a identifikovali několik, které prokázaly silnou antibakteriální aktivitu s přijatelnou úrovní toxicity. Tento přístup představuje významný posun od tradičního výzkumu antibiotik, který se primárně soustředil na molekuly na bázi uhlíku.
Rostoucí hrozba antibiotické rezistence
Vznik bakterií odolných vůči existujícím lékům je kritickým problémem veřejného zdraví. Stávající antibiotika se stávají neúčinnými a vyžadují naléhavý průzkum nových chemických prostor. Po desetiletí se výzkum soustředil na organické sloučeniny, zatímco struktury obsahující kovy zůstaly z velké části nedotčeny. Tyto kovové komplexy nabízejí výraznou výhodu: jejich jedinečné trojrozměrné tvary poskytují nové cesty k interakci s bakteriálními cíli, čímž potenciálně obcházejí existující mechanismy rezistence.
Jak došlo k průlomovému objevu: „Click Chemistry“ a automatizace
Výzkumný tým vedený Angelo Freyem použil strategii vysoce výkonné syntézy. Použili fluidního robota k provádění „chemie kliknutí“, což je vysoce účinná reakce, která rychle kombinuje azidové a alkynové molekuly za vzniku stabilních dusíkových kruhů. Tato metoda umožnila týmu vytvořit rozsáhlou knihovnu kovových komplexů za pouhý týden. Proces zahrnoval kombinaci 192 různých organických ligandů s pěti různými kovy, což vedlo k 672 unikátním sloučeninám.
Klíčová zjištění: Iridium a Rhenium vykazují slibné výsledky
Počáteční screening ukázal, že sloučeniny obsahující iridium a rhenium vykazují nejsilnější antibakteriální aktivitu proti Staphylococcus aureus, běžné a nebezpečné nozokomiální infekci. Více než polovina sloučenin iridia a rhenia vykazovala inhibici růstu s různou úrovní toxicity. Po dalším čištění byla izolována jedna sloučenina iridia, která vykazovala aktivitu 50 až 100krát vyšší, než je její toxicita pro lidské buňky.
Cesta vpřed: Stabilita, bezpečnost a klinické zkoušky
I když jsou výsledky slibné, jsou zatím předběžné. Odborníci jako Mark Blaskovich zdůrazňují potřebu přísného testování, aby byly zajištěny léčivé vlastnosti – chemická stabilita a minimální mimocílová expozice. Další fáze vyžaduje studie in vivo (modely na zvířatech), následované klinickými zkouškami na lidech, aby se potvrdila bezpečnost a účinnost. Tým také plánuje implementaci umělé inteligence pomocí strojového učení k předpovídání nejslibnějších struktur pro budoucí syntézu.
Automatizace tohoto procesu by mohla způsobit revoluci v objevování antibiotik, zkrátit časové osy vývoje a rozšířit hledání nových řešení problému rezistence na antibiotika.
Nakonec tato studie demonstruje sílu kombinace pokročilé chemie s automatizovanými systémy k vyřešení jednoho z nejnaléhavějších problémů moderní medicíny.
