Traditionel behandling af bakterielle infektionssygdomme med antibiotika nærmer sig sine grænser, fordi bakterier udvikler forsvarsmekanismer. På Roskilde Universitet undersøger en gruppe forskere og specialestuderende en ny klasse af molekyler kaldet peptoider, som blandt andet viser lovende egenskaber som en ny type antibiotika.

Af Biljana Mojsoska.

Infektionssygdomme er ifølge verdenssundhedsorganisationen WHO blandt de 10 hyppigste dødsårsager. Et stigende problem er infektioner, som er resistente overfor lægemidler og derfor er en trussel mod sundhedssystemerne verden over. Specielt kan infektioner være alvorlige for patienter med et kompromitteret immunforsvar såsom patienter med eftervirkninger af Covid-19, cancer, diabetes mv. I næsten et århundrede har brugen af antibiotika været en velpraktiseret strategi og den første forsvarslinje til at bekæmpe bakterielle infektioner. Bakterier er dog yderst tilpasningsdygtige, og som respons på brugen af antibiotika kan de for eksempel danne biofilm, eller de kan udvikle varianter, der er resistente eller tolerante overfor antibiotika og som derfor svækker effektiviteten af disse lægemidler. Som modsvar forsøger vi forskere at isolere nye stoffer fra planter, svampe, bakterier osv., som kan bruges som antibiotika, og udvikle nye metoder til syntetisk at fremstille nye klasser af antibiotika.

Antimikrobielle peptider er en klasse af antibiotika, der findes i alle levende organismer, og de fungerer som medfødte forsvarsmolekyler for værtsorganismen. Strukturelt set er peptider opbygget ligesom proteiner – det vil sige af strenge af aminosyrer, som er forbundet med peptidbindinger, men disse strenge er i modsætning til proteiner meget korte (typisk 20-50 aminosyrer). De enkelte aminosyrer er opbygget af en amino- og en syregruppe, en kulstofrygrad og sidekæder, og det er de strukturelle komponenter, der ligger bag funktionaliteten af proteinet/peptidet.

Peptider kan have mange forskellige funktioner i organismen, og dem, der er specifikt antimikrobielle, spænder fra 6 op til 40 aminosyrer i længden. Imidlertid er peptider tilbøjelige til at blive nedbrudt af enzymer, og det er en begrænsning for, hvor tilgængelige de kan være i kroppen. For at udnytte de gavnlige antimikrobielle egenskaber ved peptider og samtidig imødegå de strukturelle udfordringer, der gør dem let nedbrydelige, har forskere i det internationale forskningsnetværk Chiron Corporation Team udviklet en ny klasse af peptid-efterligninger kaldte peptoider. De seneste 10 år har der i forskerkredse været en kraftigt stigende interesse for at studere peptoider, og en stor del af disse studier handler om at udnytte deres antimikrobielle egenskaber. Mange forskere ser altså peptoider som en mulig ny klasse af antibiotika.

Udover at peptoider ikke så let bliver nedbrudt af enzymer, har de også lettere ved at trænge ind i bakterieceller, og så er de lettere at syntetisere end antimikrobielle peptider. Alle disse egenskaber gør dem ideelle kandidater for udvikling af ny antibiotika. På Roskilde Universitet arbejder vi i Drug Design & Development lab med at fremstille peptoider ved hjælp af en teknik kaldet submonomer fastfasesyntese, hvor vi sætter funktionelle amin-byggeblokke sammen i en tretrinsproces. Ved at gentage proceduren opbygger vi den ønskede sekvens af amin-byggeblokke.

Sammenlignet med den traditionelle metode til at syntetisere peptider giver denne tilgang os flere muligheder for at bygge amin-sekvenserne ud fra et stort antal tilgængelige aminbiblioteker, hvilket øger sandsynligheden for at lave et molekyle med antibiotiske egenskaber på en tidseffektiv og omkostningseffektiv måde.