Kolektiv vědců FIU: Adriana Emilce Galvan, Masafumi Yoshinaga, Kunie Sakurai, Venkadesh Sarkarai Nadar, Jian Chen, Barry Rosen. Nafoceno na Herbert Wertheim College of Medicine. Kredit: Doug Garland, FIU

Co se týče antibiotik vložili jsme do hry všechna esa z rukávu, čekajíc, až intenzivní výzkum zplodí nová. Zatím nám nezbývá, než hrát s těmi na stole, i když už hodně zažila a jsou povážlivě ošoupaná. Všechna antibiotika, která dala při objevování svou kůži lacino, byla popsána v knihách, na nichž leží tlustá vrstva prachu. Jinak řečeno, staré metody už nepřinesou žádné převratné výsledky. Naštěstí vědci při honbě za eldorádem vytvořili postupy, jež mohou najít účinné látky tam, kde předtím experimentátoři selhali.

Nicméně přijít na zcela novou jedinečnou třídu antibiotik lze pořád tak, že se věnujete jinému cíli a náhodou vylovíte pěkně tučný úlovek. Kořeny objevu začínají v Zemi vycházejícího slunce. V Japonsku v roce 2016 při studiu kontaminantů rýže si posvítili na trojmocné a pětimocné formy arsenu a nalezli dříve neznámé organoarsenové sloučeniny produkované bakteriemi žijícími v rhizosféře plodiny. Jednu z nich strukturně určili jako arsinotricin. Nyní v návaznosti nadnárodní vědecký tým vedený z pracoviště na Floridské mezinárodní univerzitě zjistil, že arsinotricin inhibuje růst široké skupiny jak grampozitivních tak gramnegativních bakterií.

Takový biologický efekt arsenu není překvapivý. Vlastně jeho sloučeniny byly vůbec první antimikrobiální látky syntetizované člověkem. Nejdříve se ujala poměrně jedovatá kyselina arsanilová, která fungovala proti spavé nemoci a ještě nedávno zlepšovala zdraví v chovech zvířat. Další v řadě Salvarsan uměl kurýrovat syfilis. Zatímco oba zmíněné preparáty již zastaraly, melarsoprol zavedený v roce 1949 stále doporučuje Světová zdravotnická organizace k léčbě druhého stadia spavé nemoci.

Na struktuře arsinotricinu je bezesporu zajímavá příbuznost s totálním herbicidem fosfinotricinem, který syntetizovali během sedmdesátých let v laboratoři společnosti Hoechst. Až o deset let později vědci přistihli mikroorganizmy rodu Streptomyces tuto sloučeninu vyrábět přirozeně.

Struktura fosfinotricinu (nahoře), arsinotricinu (dole). Vytvořeno v BKchem.

Oba strukturní analogy sdílejí stejný mechanismus účinku. Nevratně inhibují dráhu syntézy glutaminu. Navozená ztráta schopnosti tvořit aminokyselinu zabije jakoukoli rostlinu a zablokuje docela široké spektrum bakterií včetně těch, jejichž infekce patří k těm, na které urgentně potřebujeme najít inovativní způsob léčby. Zkřížit plány by mohl zlé verzi běžné střevní bakterii Escherichia coli. Nejspíš ještě k důležitějším vlastnostem se řadí aktivita proti původci tuberkulózy. V testech antibiotického působení odvedly přírodní herbicidy dobrou práci, ale arsinotricin v mnohem nižších koncentracích, což z něj dělá předmět dalšího zájmu.

Ačkoli arsen po staletí traviči přidávali do jídla a pití nepohodlným osobám, chová se arsinotricin nečekaně šetrně. Na nějaké rozsáhle toxikologické zkoušky pochopitelně zatím nedošlo, ale lidské buňky vystavené antibiotiku odolávaly statečně. Autoři studie proto navrhují, aby látka sloužila jako lead compound. Tedy jakýsi výchozí bod, jež pomocí chemických modifikací získá lepší farmakologické vlastnosti, než měla původní substance.

V poslední době slaví úspěch zelená politika a arsenové léčivo musí být noční můra všech, kdo chtějí minimalizovat kontaminaci životního prostředí. V této souvislosti legitimní otázka zní: Budou léčení pacienti povinni svůj metabolický odpad shromažďovat a posílat na odbornou likvidaci?

Literatura

DOI: 10.1071/EN14247

DOI: 10.1038/s42003-019-0365-y