Mikrobilääkkeiden toiminta perustuu niiden kykyyn estää jokin bakteerille elintärkeä toiminto, kuten geenien luenta. Runsas mikrobilääkkeiden käyttö on kuitenkin johtanut tilanteeseen, jossa yhä useammat taudinaiheuttajat kehittyvät niille resistenteiksi.
Turun yliopistossa perustutkimusta tekevät biokemistit ovat onnistuneet selvittämään eliöiden geenilukukoneiston ytimen muodostavan RNA-polymeraasin liikkeet ennennäkemättömän tarkasti. RNA-polymeraasin tehtävänä on kääntää DNA:n sisältämä informaatio solulle käyttökelpoiseen muotoon geeniekspression ensimmäisessä vaiheessa. Tutkijat selvittivät myös, mihin synteettisten CBR-luokan mikrobilääkkeiden teho perustuu: ne häiritsevät bakteerien RNA-polymeraasien liikkeen kontrollointia.
Tutkijat kartoittivat ilmiötä tarkemmin erityisten, RNA-polymeraasin tutkimukseen kehittämiensä biofysikaalisten työkalujen avulla. Näin he pystyivät määrittämään CBR-mikrobilääkkeiden vaikutuksen RNA-polymeraasin liikkeeseen jopa sekunnin tuhannesosien tarkkuudella. He löysivät RNA-polymeraasista onkalon, jonka kautta polymeraasin liikettä kontrolloivat signaalit välittyvät. Kolmiulotteisen mallintamisen avulla tutkijat päättelivät, että CBR-mikrobilääkkeet tunkeutuvat tähän onkaloon, estävät kontrollisignaalin etenemisen ja siten suistavat koko geeniluentakoneiston raiteiltaan. Tästä seuraa bakteerin kuolema.
Tuoretta tietoa CBR-mikrobilääkkeiden toimintamekanismista voidaan soveltaa välittömästi maailmalla käynnissä olevissa projekteissa, joissa pyritään kehittämään uusia lääkkeitä kehitysmaissa voimakkaasti leviävän, monilääkeresistentin tuberkuloosin hoidossa. CBR-luokan yhdisteet ovat lupaavia mikrobilääkeaihioita: ne ovat täysin synteettisiä, ja tästä syystä niiden rakennetta ja toimintaa voidaan optimoida suoraviivaisesti. Lisäksi CBR-yhdisteiden biologinen teho on hyvä; ne pystyvät tappamaan myös esimerkiksi biofilmeihin kiinnittyneitä bakteereita.
Laura Kimari, Hammaslääkärilehti 6/2014
Lähde: Malinen AM, NandyMazumdar M, Turtola M, Malmi H, Grocholski T, Artsimovitch I, Belogurov GA. CBR antimicrobials alter coupling between the bridge helix and the – subunit in RNA polymerase. Nat Commun 2014; 5: 3408.