Після понад двох десятиліть наполегливих досліджень команда вчених з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі досягла вражаючого результату: вони перетворили протималярійний препарат на потужний антибіотик, здатний боротися з найстійкішими бактеріальними інфекціями. Очолювана Тімоті Венцевичем, доцентом кафедри хімії, команда опублікувала свої висновки в журналі ACS Infectious Diseases, що стало значним кроком у боротьбі з антибіотикорезистентністю — кризою, яка загрожує сучасній медицині. У той час як бактерії дедалі частіше перехитрюють існуючі ліки, цей інноваційний підхід дає надію на нове покоління терапій.
Проект розпочався з циклогуанілу — препарату, який давно використовується для боротьби з малярією шляхом блокування синтезу фолату, життєво важливого поживного елемента для малярійного паразита. Хоча циклогуаніл був ефективним проти малярії, він залишався безсилим проти бактерій через нездатність проникнути крізь їхні захисні мембрани. Венцевич та його команда побачили можливість перепрофілювати цей препарат, схвалений FDA, вдихнувши в нього нове життя як антибіотик. Завдяки ретельним хімічним модифікаціям вони додали до циклогуанілу молекулярні "ключі", які дозволили йому проникати в бактеріальні клітини та розпочати подвійну атаку на ферменти, необхідні для синтезу фолату. Цей двоетапний наступ виявився надзвичайно ефективним, адже бактеріям важко розвинути стійкість до обох механізмів одночасно.
Нові сполуки продемонстрували вражаючі результати в лабораторії, знищуючи таких відомих патогенів, як кишкова паличка (Escherichia coli) та золотистий стафілокок (Staphylococcus aureus) — поширені причини різноманітних інфекцій. На відміну від багатьох існуючих антибіотиків, таких як широко призначуваний Бактрім, який втрачає свою силу через поширення резистентності, деякі модифіковані сполуки циклогуанілу також показали ефективність проти синьогнійної палички (Pseudomonas aeruginosa) — небезпечної бактерії, що атакує людей з ослабленим імунітетом. Команда пішла далі, протестувавши свій винахід проти Mycobacterium abscessus — стійкого організму, пов’язаного з важкими легеневими інфекціями у людей з муковісцидозом, і також досягла успіху.
У центрі цього прориву лежить співпраця. Джон Джорджіадес, провідний автор дослідження та колишній студент Венцевича, відіграв ключову роль. Нині аспірант Принстонського університету, Джорджіадес працював з Джозефом Джезом, професором біології, щоб за допомогою рентгенівської кристалографії визначити структури хімічних "ключів", що дало важливі уявлення про те, як діють ці сполуки. Тим часом Крістіна Сталлінгс, експертка з мікробіології, допомогла підтвердити їхню ефективність проти складних бактеріальних цілей. Коріння проекту сягає ще глибше — до студентських років Венцевича під керівництвом Брюса Хетевея в Університеті Південно-Східного Міссурі. Хетевей, нині почесний професор, заклав основи цих досліджень ще у 1980-х роках, і його багаторічна відданість тепер принесла плоди.
Цей винахід — більше, ніж науковий тріумф, це свідчення наполегливості та командної роботи через інституції та покоління. Венцевич, який носив із собою колекцію перспективних сполук через Університет Нотр-Дам, Гарвард і, зрештою, Вашингтонський університет, вважає це важливим внеском у недостатньо фінансовану сферу. Антибіотики, які колись були основою фармацевтичної індустрії, стали "сирітським класом" ліків, адже мало компаній готові брати на себе фінансові ризики розробки. Академічні дослідники, не обтяжені мотивами прибутку, заповнюють цю прогалину, створюючи знання, необхідні для нових проривів.