ZESPÓŁ AUTORSKI:

Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie

• dr hab. Izabela Sabała, kierownik zespołu
• dr Elżbieta Jagielska
• mgr Alicja Wysocka
• mgr inż. Paweł Mitkowski
• mgr inż. Weronika Augusytniak
• prof. dr hab. Beata Kuczyńska

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Oporność bakterii patogennych na antybiotyki stanowi poważne wyzwanie medyczne o zasięgu globalnym. Według raportu WHO z 2014r. era postantybiotykowa nie jest tylko odległą apokaliptyczną wizją, lecz realnym zagrożeniem dla świata w XXI w. Szacuje się, że co roku z powodu infekcji powodowanych przez bakterie oporne na antybiotyki umiera na świecie około 700 tys. ludzi, a liczba ta może wzrosnąć do 10 mln w roku 2050 ,jeśli nie zostaną podjęte zdecydowane działania. Zjawisko antybiotykoodporności ma również bezpośredni wpływ na dobrostan ludzi i zwierząt oraz wiąże się z dużymi obciążeniami ekonomicznymi z powodu wyższych kosztów leczenia i zmniejszeniem produktywności spowodowanej chorobą. Pandemia Covid-19, która zachwiała systemem zdrowia i monitoringiem stosowania antybiotyków, nieuchronnie przyspieszy rozwój epidemii antybiotykooporności.
Wynalazek, AurezynaPLUS, jest enzybiotykiem, białkiem o właściwościach bakteriobójczych, który selektywnie eliminuje bakterie z rodzaju gronkowców, w tym gronkowca złocistego. AurezynaPLUS zabija również gronkowce oporne na antybiotyki, (np. MRSA) oraz takie, które formują biofilmy. Gronkowiec złocisty jest jednym z 12 gatunków, które WHO umieściła na liście bakterii patogennych wymagających natychmiastowych działań. Spowodowane jest to powszechnością występowania tej bakterii, średnio co trzecia osoba jest jej nosicielem, oraz rosnącym poziomem antybiotykooporności sięgającym w niektórych rejonach świata nawet 80%.
Zastosowanie wynalazku jako środka bakteriobójczego wszędzie tam, gdzie dochodzi do infekcji antybiotykoopornymi szczepami gronkowca powoduje wyeliminowanie patogenu bez ingerencji w naturalną florę bakteryjną. A co najważniejsze, stosowanie enzybiotyku nie generuje kolejnych szczepów opornych na tę substancję i nie przyczynia się do dalszego rozwoju epidemii antybiotykooporności.

ISTOTA WYNALAZKU

Problem z wciąż postępującą epidemią oporności bakterii na antybiotyki wymusza konieczność poszukiwania alternatywnych sposobów ich zwalczania. Jednym z nich są białka (enzymy), które mają właściwości bakteriobójcze. Przez analogię do antybiotyków nazywa się je enzybiotykami, ale jest wiele cech różniących te dwa podejścia walki z bakteriami. Jedną z nich jest selektywność działania enzybiotyków, ktore eliminują tylko bakterie patogenne, pozostawiając pozostałe mikroorganizmy w środowisku nienaruszone, co w świetle rosnącej świadomości znaczenia mikrobiomu dla funkcjonowania naszego organizmu i zdrowia, jest niezwykle ważne. Co bardzo istotne, enzybiotyki w przeciwieństwie do antybiotykow nie powodują wytworzenia oporności.
Nasz wynalazek - AurezynaPLUS - jest enzybiotykiem selektywnie eliminującym bakterie z rodzaju gronkowców, w tym gronkowca złocistego. AurezynaPLUS zabija efektywnie gronkowce oporne na antybiotyki, np. gronkowca złocistego opornego na metycylinę (ang. MRSA) oraz bakterie w formie biofilmu, który jest wyjątkowo trudny do usunięcia. Wysoka specyficzność AurezynyPLUS wynika z mechanizmu jej działania: enzym rozpoznaje charakterystyczne dla gronkowców elementy ściany komórkowej, przyłącza się do nich i rozcina połączenia w białkowo-cukrowej sieci budującej ścianę, powodując jej rozpad i śmierć komórki.
Efekty działania AurezynyPLUS można obserwować natychmiast po zetknięciu enzybiotyku z gronkowcem, gdzyż działa ona kontaktowo, a przez to szybko i efektywnie: mikrogramy enzybiotyku eliminują miliony komórek bakteryjnych w ciągu zaledwie kilku minut. Co ciekawe, AurezynaPLUS zachowuje swoją wysoką aktywność niezależnie od temperatury i w szerokim spektrum pH oraz w takim środowisku, jak mleko czy osocze.
AurezynaPLUS działa na substancje wstępujące wyłącznie w bakteriach, co sprawia, że jest ona w pełni bezpieczna dla ludzi i zwierząt. Ponadto jest ona neutralna dla środowiska, gdyż ulega powolnemu rozkładowi i nie pozostawia toksycznych odpadów. AurezynaPLUS została przetestowana pod kątem bezpieczeństwa jej stosowania i stwierdzono brak cytotoksyczności, a więc szkodliwości dla komórek ssaków oraz brak genotoksyczności, czyli nie wywołuje ona mutacji w genomie człowieka i zwierząt. AurezynaPLUS mimo, iż jest ze swej natury białkiem, a więc bardziej wrażliwym związkiem chemicznym niż antybiotyki, pozostaje długo stabilna w swojej czystej formie, jako liofilizat (proszek) może być przechowywana latami.
Bakteriobójcze działanie naszego wynalazku może być wykorzystane w terapii antybakteryjnej, takiej jak infekcje skórne, trudno gojące się rany i oparzenia. Bardzo wysoka specyficzność AurezynyPLUS powoduje, że zabija ona jedynie bakterie patogenne, nie naruszając naturalnego składu mikrobiologicznego skóry, co poprawia i przyspiesza proces gojenia.
Bakteriobójcze białko usuwa również gronkowce z mleka czy surowicy, co pozwala na jego użycie jako leku w terapii zapalenia wymienia u bydła mlecznego oraz eliminację bakterii z mleka jako produktu spożywczego. Białko doskonale funkcjonuje w niskiej temperaturze, może być więc zaaplikowane jako środek konserwujący w czasie produkcji i przechowywania mleka. AurezynaPLUS skutecznie eliminuje gronkowce z różnego rodzaju powierzchni i może posłużyć jako składnik produktów do odkażania powierzchni, narzędzi, materiałów czy sprzętu medycznego.
Te wyjątkowe właściwości AurezynyPLUS udało sie uzyskać twórcom dzięki stworzeniu chimery białkowej poprzez połączenie fragmentów dwóch różnych białek wytwarzanych przez same gronkowce.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Ze względu na swoje unikalne właściwości nasz wynalazek - AurezynaPLUS - ma ogromny potencjał aplikacyjny. Jej aktywność w osoczu pozwala zastosować enzym jako:
- antybakteryjny składnik opatrunków do trudno gojących się ran, odleżyn czy oparzeń zainfekowanych gronkowcem,
- substancja aktywna kremów, żeli czy maści antybakteryjnych w leczeniu infekcji skórnych oraz ich zapobieganiu czy przywracaniu równowagi mikrobiomu skóry, zachwianej np. w atopowym zapaleniu skóry (dermokosmetyki).
Aktywność enzymu w mleku umożliwia aplikację AurezynyPLUS jako środka zapobiegającego lub leczącego zapalenie wymion u bydła mlecznego, a także jako środka konserwującego produkty spożywczy.
Wybiórczość AurezynyPLUS w rozpoznawaniu tylko komórek gronkowców może być wykorzystana w szybiej i prostej diagnostyce tych bakterii. Wreszcie, jako związek antybakteryjny, enzybiotyk może być stosowany do skutecznego odkażania powierzchni szpitalnych, laboratoryjnych, produkcyjnych czy środków transportu publicznego.