Antybiotykooporność jest jednym z głównych wyzwań w dziedzinie zdrowia w XXI w., z którym wciąż musimy się zmierzyć. Do rozwiązania tego problemu poprzez projektowanie i tworzenie nowych leków antybakteryjnych niezbędne jest podjęcie wspólnych działań w tym kierunku.
Narzędzia technologiczne i metody w dziedzinie projektowania leków są nieustannie doskonalone. Biologię strukturalną i chemię kombinatoryczną zastąpiły wysokoprzepustowe badania przesiewowe bibliotek chemicznych. Obecnie do projektowania leków wykorzystuje się takie technologie, jak molekularna biologia komórkowa, modelowanie in silico, inżynieria genetyczna i NMR. Skumulowanie specjalistycznej wiedzy multidyscyplinarnej niezbędnej do realizacji tych procesów możliwe jest dzięki zorganizowanej współpracy.
W tym celu w ramach projektu STARS (Scientific Training in Antimicrobial Research Strategies), finansowany przez UE, zrzeszono 12 partnerów ze środowiska akademickiego, ośrodków badawczych i sektora prywatnego. Głównym założeniem projektu było opracowanie nowych leków przeciw dwuskładnikowym systemom bakteryjnym. Systemy te służą jako podstawowy mechanizm sprzęgający bodziec i reakcję, dzięki któremu organizmy odbierają impulsy ze środowiska i reagują na nie.
Konsorcjum przeprowadziło szereg eksperymentów in silico, in vitro i in vivo w celu znalezienia nowych związków i zaprojektowania nowatorskich inhibitorów. Oprócz metodologii projektowania leków, opracowano bazy danych chemioinformatycznych służące wspomaganiu poszukiwań nowych związków. Szereg eksperymentów w zakresie obliczeniowych badań przesiewowych doprowadził do identyfikacji związków do dalszej walidacji eksperymentalnej.
Między innymi badacze odkryli nowatorskie inhibitory przeciw enzymom kinazy histydynowej hamujące wzrost różnych szczepów Staphylococcus i Streptococcus. Badania biochemiczne i obliczeniowe ujawniły, że cząsteczki te działają na zasadzie konkurowania z wiązaniem ATP z enzymem kinazy, w związku z czym badacze przewidują, że ich zastosowanie można by rozszerzyć na szczepy antybiotykooporne.
Pod względem czynnika wywołującego gruźlicę, Mycobacterium tuberculosis (Mtb), konsorcjum skoncentrowało się na dwuskładnikowym systemie bakteryjnym, który odpowiada za przechodzenie Mtb w stan utajenia. Zajęli się badaniem tego systemu na poziomie strukturalnym i funkcjonalnym i uzyskali wgląd w sekwencję aminokwasów odpowiedzialną za aktywację TCS. Biorąc pod uwagę miliony zgonów rokrocznie powodowanych przez gruźlicę, znalezienie leku przeciw wysoce lekoopornym szczepom Mtb jest bardzo pożądane.
Platforma projektowania leków STARS koncentruje się nie tylko na infekcjach bakteryjnych, ale i na pasożycie wywołującym malarię, Plasmodium falciparum.
Badania inwazyjności patogenu i identyfikacja celów wiązania inhibitorów ujawniają nowe wymagania strukturalne inhibitorów. Informacje te stanowią podstawę do opracowania nowych leków.
